PEMBANGUNAN PERISIAN BAGI PEROLEHAN DATA
CERAPAN DARI ROBOTIC TOTAL STATION (LEICA TCA)
SECARA MASA HAKIKI
MOHD AZWAN BIN ABBAS
Tesis ini dikemukakan
sebagai memenuhi syarat penganugerahan
ijazah Sarjana Sains (Kejuruteraan Geomatik)
Fakulti Kejuruteraan & Sains Geoinformasi
Universiti Teknologi Malaysia
OKTOBER 2006
iii
Buat Insan-Insan Tersayang,
Emak dan Ayah, Nor, Aishah, Hazimah, dan Keluarga.
Buat Yang Teristimewa,
Zana dan Keluarga.
iv
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim
Alhamdullillah, bersyukur ke hadrat Allah SWT, selawat dan salam buat
Rasul junjungan nabi Muhammad SAW
Saya ingin merakamkan setinggi-tinggi penghargaan dan terima kasih buat
Prof. Dr. Halim Setan selaku penyelia, di atas bimbingan, nasihat dan tunjuk ajar
yang penuh dedikasi serta memberikan sokongan sehingga saya dapat menyiapkan
projek sarjana ini.
Kepada saudari Rozana Zakaria yang sudi meluangkan masa untuk membaca
dan menyemak tesis ini, terima kasih yang tidak terhingga diucapkan.
Pada pihak-pihak yang terlibat dalam kajian ini sama ada secara langsung
atau tidak langsung terutamanya pada kedua ibu bapa, adik-adik yang disayangi, dan
rakan-rakan seperjuangan di SERG dan MIRG, ribuan terima kasih diucapkan.
Pasrah hati ini memanjatkan kesyukuran pada Ilahi kerana dikurniakan insan-insan
yang bersimpati dan menghulurkan bantuan semasa pengajian saya. Ya Allah,
limpahkan rahim dan rahmat Mu ke atas mereka semua. Amin
v
ABSTRAK
Ukur industri merupakan salah satu disiplin bagi kerja ukur kejuruteraan yang
memerlukan tahap kejituan yang tinggi dan kerja-kerja pemprosesan dilakukan pada
masa hakiki. Bagi memenuhi keperluan kerja ukur industri, kajian ini telah membina
sebuah perisian yang mampu untuk menerima data dari alat robotic total station
(RTS) TCA2003 secara masa hakiki. Perisian yang dikenali sebagai RETIME (REal
TIME) ini telah dibina menggunakan bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic
V6.0. Perisian RETIME ini mempunyai tiga modul utama iaitu komunikasi data
dengan alat RTS TCA2003, hitungan data mentah bagi menghasilkan koordinat tiga
dimensi, dan penukaran format data dari perisian RETIME kepada perisian
STAR*NET. Perisian komersial STAR*NET telah digunakan di dalam kajian ini
bagi menghasilkan data terlaras selepas proses cerapan selesai dilakukan. Dalam
kajian ini, terdapat lima analisis perbandingan yang telah dilaksanakan. Hasil
daripada analisis pertama menunjukkan RETIME mampu untuk menerima bacaan
sebenar daripada RTS TCA2003 dengan nilai sisihan piawai sudut ufuk (0.8”), zenit
(0.8”) dan jarak (sub mm) yang lebih kecil berbanding APSWin V1.42. Analisis
kedua pula telah menggunakan analisis pelarasan kuasa dua terkecil (PKDT) untuk
menguji data cerapan RETIME. Menggunakan nilai sisihan piawai 1.5” bagi sudut
dan 1.1mm bagi jarak, analisis PKDT telah lulus ujian khi-kuasa dua pada tahap
keertian lima peratus (0.05). Hasil perbandingan hitungan dengan bahasa
pengaturcaraan lain, analisis ketiga telah membuktikan kemampuan Microsoft Visual
Basic V6.0 untuk melaksanakan proses hitungan bagi kajian ini. Analisis keempat
yang menggunakan bacaan cerapan APSWinV1.42 sebagai rujukan telah
membuktikan RETIME mampu untuk mengesan pergerakan objek sasaran. Bagi
analisis kelima, cerapan yang dilakukan menggunakan alat RTS TCA1102 dan RTS
TCA1103 telah membuktikan kemampuan RETIME untuk menerima data dari
kesemua jenis alat RTS model TCA. Hasil keseluruhan analisis perbandingan
menunjukkan bahawa RETIME sesuai digunakan untuk tujuan kerja ukur industri.
vi
ABSTRACT
Industrial survey is one of a discipline in engineering survey that requires the
highest accuracies and real time data processing. Consequently, this research
concentrates on the development of a software that can receives data from robotic
total station (RTS) TCA2003 in real time. This software is called RETIME (REal
TIME) and was developed using Microsoft Visual Basic V6.0. RETIME software
consists of the three core modules i.e. data communication with RTS TCA2003,
calculation of raw data to produce 3D coordinates, and conversion of data from
RETIME format into STAR*NET format. STAR*NET commercial software has
been used in this research to provide adjusted data after observation is done. In this
research, five comparison analyses were performed. The result from the first analysis
shows the capability of RETIME to receive true data from RTS TCA2003 with the
standard deviations of horizontal angle (0.753”), zenith (0.816”) and distance (sub
mm) smaller than APSWin V1.42. Least square estimation (LSE) analysis was used
in the second analysis to evaluate RETIME data observation. The use of standard
deviation values, which are 1.5” for angle and 1.1mm for distance, resulted in LSE
analysis passing chi square test with five percent (0.05) significance level. Results
from calculation comparison with other programming languages in the third analysis
shows Microsoft Visual Basic V6.0 is capable of doing calculation for this research.
The fourth analysis which used APSWin V1.42 data observation as reference proved
the ability of RETIME to identify target movement. For the fifth analysis,
observations were done using RTS TCA1102 and TCA1103 which proved the ability
of RETIME to receive data from all RTS TCA series. Results from the entire
analyses show that RETIME is suitable for industrial survey purposes.
.
vii
SENARAI KANDUNGAN
BAB
1
PERKARA
MUKA SURAT
HALAMAN JUDUL
i
HALAMAN PENGAKUAN
ii
HALAMAN DEDIKASI
iii
HALAMAN PENGHARGAAN
iv
ABSTRAK
v
ABSTRACT
vi
HALAMAN KANDUNGAN
vii
SENARAI JADUAL
xi
SENARAI RAJAH
xiii
SENARAI SIMBOL
xvi
SENARAI ISTILAH
xviii
SENARAI LAMPIRAN
xx
PENGENALAN
1.1
Pengenalan
1
1.2
Penyataan Masalah
3
1.3
Objektif Kajian
5
1.4
Skop Kajian
5
1.5
Kepentingan Kajian
6
1.6
Peralatan Yang Digunakan
7
1.7
Metodologi Kajian
8
1.8
Aliran Bab Dan Kajian
10
viii
2
KAJIAN LITERATUR
2.1
Pengenalan
11
2.1.1 Kaedah Konvensional
12
2.1.2 Kaedah Geodetik
13
2.1.3 Pengukuran Berasaskan Visual
16
2.2
Instrumentasi
18
2.3
Komunikasi Data
23
2.3.1 Jenis Penghantaran
24
2.3.1.1 Penghantaran synchronous
24
2.3.1.2 Penghantaran asynchronous
25
2.3.1.3 Penghantaran isochronous
26
2.3.2 Mod Penghantaran
26
2.3.2.1 Penghantaran simplex
27
2.3.2.2 Penghantaran half-duplex
27
2.3.2.3 Penghantaran full-duplex
28
2.3.3 Protokol
29
2.4
Bit dan Bait
30
2.5
Kod Komunikasi Data
31
2.5.1 Kod ASCII
31
2.5.2 Kod EBCDIC
33
Penghantaran Data
35
2.6.1 Penghantaran Selari
35
2.6.2 Penghantaran Bersiri
36
2.6.3 Universal Serial Bus
39
Perisian dan Sistem Sedia Ada
39
2.7.1 APSWin
40
2.7.2 GeoMOS
42
2.7.3 DIMONS
43
2.7.4 Sistem Teodolit Elektronik
46
2.7.5 ALERT
49
2.7.6 Axyz
50
2.7.7 DREAMS
53
2.6
2.7
ix
2.7.8 Kajian Deformasi Terhadap Bangunan
Tinggi Menggunakan RTK-GPS
2.8
3
57
PROTOKOL GEOCOM
3.1
Pengenalan
59
3.2
Kepentingan Protokol GeoCOM
63
3.3
Prinsip Operasi GeoCOM
65
3.3.1 Protokol GeoCOM (Tahap Rendah)
67
3.3.2 Protokol GeoCOM (Tahap Tinggi)
69
Rumusan
72
3.6
4
Rumusan
55
METODOLOGI
4.1
Pengenalan
73
4.2
Metodologi Pembangunan Perisian
74
4.2.1 Komunikasi Data (Modul 1)
75
4.2.2 Hitungan (Modul 2)
80
4.2.2.1 Penukaran Nilai Sudut Dari Unit Radian
Kepada Unit Darjah, Minit Dan Saat
4.2.2.2 Pemindahan Ketinggian
82
4.2.2.3 Koordinat
86
4.2.3 Penukaran Format (Modul 3)
4.3
81
89
4.2.3.1 Analisis Pelarasan Kuasa Dua Terkecil
93
4.2.3.2 Prosedur Penukaran Format Data
96
4.2.4 Perisian RETIME
98
Metodologi Analisis
102
4.3.1 Perbandingan Data Cerapan RETIME
dan APSWin V1.42
4.3.2 Perbandingan Data Cerapan dan Terlaras
103
104
4.3.2.1 Prosedur Cerapan
105
4.3.2.2 Prosedur Hitungan
107
4.3.3 Perbandingan Data dari Perisian Hitungan
115
x
4.3.4 Perbandingan Data Cerapan Kesasaran Dinamik
116
4.3.5 Perbandingan Data Cerapan TCA1102
dan TCA1103
4.4
5
6
119
Rumusan
122
HASIL DAN PERBINCANGAN
5.1
Pengenalan
5.2
Perbandingan Data Cerapan RETIME
123
dan APSWin V1.42
124
5.3
Perbandingan Data Cerapan dan Terlaras
129
5.4
Perbandingan Data dari Perisian Hitungan
134
5.5
Perbandingan Data Cerapan Kesasaran Dinamik
138
5.6
Perbandingan Data Cerapan TCA1102 dan TCA1103
142
5.7
Rumusan
144
KESIMPULAN DAN CADANGAN
6.1
Pengenalan
146
6.2
Kesimpulan
146
6.2.1 Masalah Kajian
147
6.2.2 Prosedur Komunikasi Data
148
6.2.3 Pembinaan Perisian Retime
148
6.2.4 Kemampuan Perisian Retime
149
6.2.5 Keputusan Analisis
149
6.3
Cadangan Masa Hadapan
151
6.4
Rumusan
152
RUJUKAN
Lampiran A – G
153
160 - 202
xi
SENARAI JADUAL
NO. JADUAL
2.1
PERKARA
MUKA SURAT
Fungsi bagi setiap model alat yang menggunakan
sistem TPS1000
21
2.2
Spesifikasi alat robotic total station model TCA
22
2.3
Nilai gandaan dua bagi penentuan jumlah aksara
30
2.4
Kod ASCII
32
2.5
Aksara kawalan ASCII
32
2.6
Kod EBCDIC
34
3.1
Struktur blok data GSI8
61
3.2
Struktur blok data GSI16
61
3.3
Penerangan susunan data bagi permintaan ASCII
68
3.4
Penerangan susunan data bagi jawapan ASCII
69
4.1
Parameter Komunikasi Bersiri yang digunakan oleh
alat robotic total station TCA2003
76
4.2
Nilai beza koordinat bagi setiap sukuan
88
4.3
Data mentah dari alat robotic total station TCA2003
115
5.1
Beza antara bacaan alat robotic total station TCA2003
dan perisian RETIME
5.2
Analisis statistik terhadap beza cerapan antara alat robotic total
station TCA2003 dan RETIME
5.3
125
Beza antara bacaan perisian APSWin V1.42 dan
perisian RETIME
5.4
124
125
Analisis statistik terhadap beza cerapan antara
APSWin V1.42 dan RETIME
126
xii
5.5
Beza antara bacaan alat robotic total station TCA2003
dan perisian APSWin V1.42
5.6
127
Analisis statistik terhadap beza cerapan antara alat robotic
total station TCA2003 dan perisian APSWin V1.42
128
5.7
Koordinat terlaras hasil daripada analisis PKDT
131
5.8
Sisihan piawai bagi koordinat setiap stesen
131
5.9
Sudut terlaras hasil daripada analisis PKDT
131
5.10
Jarak terlaras hasil daripada analisis PKDT.
132
5.11
Perbezaan data yang dihitung menggunakan bahasa
pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0 dan
Microsoft Visual C++ V6.0
5.12
134
Perbezaan data yang dihitung menggunakan bahasa
pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0 dan
MATLAB V6.1
5.13
135
Perbezaan data yang dihitung menggunakan bahasa
pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0 dan
Fortran Power Station V4.0
5.14
136
Analisis statistik terhadap beza data hitungan yang dihitung
menggunakan Microsoft Visual Basic V6.0 dan
Microsoft Visual C++ V6.0
5.15
137
Analisis statistik terhadap beza data hitungan yang
dihitung menggunakan Microsoft Visual Basic V6.0
dan MATLAB V6.1
5.16
137
Analisis statistik terhadap beza data hitungan yang dihitung
menggunakan Microsoft Visual Basic V6.0 dan
Fortran Power Station V4.0
5.17
137
Perbandingan antara maklumat (pergerakan prisma 3 dan 5)
yang diperoleh daripada perisian Retime dan APSWin V1.42
141
xiii
SENARAI RAJAH
NO. RAJAH
PERKARA
MUKA SURAT
1.1
Carta alir metodologi penyelidikan
8
2.1
Tilting level
13
2.2
Alignment telescope
13
2.3
Teknik persilangan di dalam kerja ukur
14
2.4
Teodolit elektronik model TM5100A
14
2.5
RTS model TCA2003
15
2.6
SR20 GPS Receiver
16
2.7
Kamera terrestrial model Wild P32
16
2.8
Kamera digital model DC 50
17
2.9
Kamera INCA
17
2.10
Penetapan sasaran menggunakan fungsi ATR
20
2.11
Proses jejakan yang dilakukan oleh fungsi ATR bagi
alat robotic total station TCA2003
20
2.12
Elemen asas sistem komunikasi
23
2.13
Penghantaran synchronous
25
2.14
Penghantaran asynchronous.
25
2.15
Penghantaran isochronous
26
2.16
Penghantaran simplex
27
2.17
Penghantaran half-duplex
28
2.18
Penghantaran full-duplex
28
2.19
Port penghantaran data
35
2.20
Paparan utama perisian APSWin Standard
41
2.21
Peralatan yang boleh diproses menggunakan perisian GeoMos
42
2.22
Stesen cerapan di Diamond Valley Lake
45
xiv
2.23
Proses penghantaran dan pemprosesan data di
Diamond Valley Lake
46
2.24
Carta alir perisian bagi sistem teodolit elektronik
47
2.25
Contoh elemen geometri yang boleh dihitung menggunakan
perisian Axyz
51
2.26
Contoh penggunaan pelbagai sistem koordinat
52
2.27
Paparan antaramuka modul Axyz PAM
53
2.28
Prosedur pemprosesan data sistem DREAMS
54
2.29
Alat penerima GPS yang dipasang pada jambatan Haseltal
55
2.30
Teknik pengukuran RTK-GPS
56
2.31
Kedudukan bangunan Sarawak Business Tower
57
3.1
Fungsi-fungsi protokol GeoCOM
63
3.2
Data ASCII dari penerima GPS
64
3.3
Data ASCII dari alat robotic total station TCA2003
64
3.4
Proses komunikasi yang digunakan oleh protokol GeoCOM
66
3.5
Kod program bagi aplikasi GeoCOM
71
4.1
Kod program bagi cerapan jarak dan penggunaan fungsi
‘Timer’ bagi membaca data selepas cerapan dilakukan
4.2
Carta alir proses pembinaan program bagi modul
komunikasi data
4.3
78
79
Kod program bagi menukarkan nilai sudut dalam unit
darjah kepada unit darjah, minit dan saat
82
4.4
Hitungan bagi mendapatkan nilai beza tinggi
83
4.5
Prosedur pemindahan koordinat X dan Y
87
4.6
Proses hitungan yang dilakukan oleh modul kedua
88
4.7 (a)
Format susunan STAR*NET yang memerlukan data
jarak cerun dan zenit
4.7 (b)
92
Format susunan STAR*NET yang memerlukan data
jarak ufuk dan beza tinggi
92
4.8
Format susunan data perisian RETIME
96
4.9
Prosedur penukaran format yang digunakan oleh modul ketiga
97
4.10
Proses kerja perisian RETIME
99
4.11
Maklumat data yang dimasukkan dan hasilnya bagi setiap
modul perisian RETIME
101
xv
4.12
Stesen-stesen yang terlibat semasa proses cerapan
dilakukan bagi analisis perbandingan data cerapan
RETIME dan APSWin V1.42 (tanpa skala)
103
4.13
Kaedah cerapan triangulasi
105
4.14
Kaedah cerapan trilaterasi
106
4.15
Kaedah cerapan gabungan triangulasi dan trilaterasi
107
4.16
Hubungan antara sudut dan azimut
108
4.17
Jarak antara dua titik (i dan j)
110
4.18
Kawasan cerapan di kawasan tempat letak kenderaan
Fakulti Elektrik, Universiti Teknologi Malaysia
113
4.19
Jaringan cerapan triangulasi dan trilaterasi (tanpa skala)
114
4.20
Antara prisma yang diletakkan pada bangunan B08
117
4.21
Stesen cerapan yang didirikan di bangunan C03
118
4.22
Jaringan cerapan bagi analisis cerapan sebenar (tanpa skala)
119
4.23 (a)
Alat robotic total station TCA1102
120
4.23 (b)
Alat robotic total station TCA1103
120
4.24
Jaringan cerapan di makmal Survey Engineering
Research Group (tanpa skala)
121
5.1
Data sudut dan jarak bagi analisis data cerapan
129
5.2
Maklumat hasil pelarasan menggunakan perisian STAR*NET
130
5.3
Jaringan cerapan dan selisih ellips yang dihasilkan oleh
perisian STAR*NET
5.4
133
Graf beza cerapan (sasaran pada prisma 3) setiap epok
bagi perisian APSWin dan RETIME a) Paksi X
b) Paksi Y c) Paksi Z
5.5
139
Graf beza cerapan (sasaran pada prisma 5) setiap epok
bagi perisian APSWin dan RETIME a) Paksi X
b) Paksi Y c) Paksi Z
140
5.6
Data cerapan menggunakan alat TCA1102
142
5.7
Data cerapan menggunakan alat TCA1103
142
5.8
Maklumat hasil analisis PKDT bagi data cerapan
(a) alat TCA1102 (b) alat TCA1103
143
5.9
Koordinat terlaras bagi data cerapan alat TCA1102
143
5.10
Koordinat terlaras bagi data cerapan alat TCA1103
144
xvi
SENARAI SIMBOL
A
-
Matrik rekabentuk.
ATR
-
Automatic target recognition.
CAD
Computer-aided design.
cm
-
Sentimeter.
DLL
-
Dynamic link library.
dms
-
Darjah, minit dan saat.
EDM
-
Electronic distance measurement
EGL
-
Electronic guide laser.
F
-
Fungsi.
G.S.I.
-
Geo Serial Interface.
GeoCOM
-
Protokol yang dibina berdasarkan Remote Procedure Call.
GPS
-
Global Positioning System.
km
-
Kilometer.
Lˆa
-
Cerapan terlaras.
Lb
-
Nilai cerapan.
La
-
Nilai sebenar kuantiti yang dicerap.
m
-
Meter.
mm
-
Milimeter.
Mbps
Mega bait per saat.
n
-
Bilangan cerapan.
P
-
Pemberat.
PKDT
-
Pelarasan kuasa dua terkecil.
ppm
-
Part per million.
r
-
Darjah kebebasan ( n − u ).
RPC
-
Remote Procedure Call.
xvii
RTS
-
Robotic total station.
SCI
-
Serial communication interface.
u
-
Bilangan parameter.
USB
-
Universal serial bus.
UTM
-
Universiti Teknologi Malaysia.
V
-
Reja.
X
-
Koordinat paksi X.
X0
-
Parameter anggaran.
Xˆ a
-
Parameter terlaras.
X̂
-
Vektor pembetulan.
Y
-
Koordinat paksi Y.
Z
-
Ketinggian.
χ2
-
Ujian khi-kuasa dua.
σˆ 02
-
Varians a posteriori.
σ 02
-
Varians a priori.
π
-
Phi.
xviii
SENARAI ISTILAH
BAHASA MELAYU
BAHASA INGGERIS
Bersiri
Serial.
Binari
Binary.
Bit mula
Start bit.
Bit henti
Stop bit.
Dupleks penuh
Full-duplex.
Dupleks separuh
Half-duplex.
Jejakan automatik
Automatic tracking.
Jitu
Precise.
Liang.
Port.
Masa hakiki
Real time.
Pembesaran
Magnification.
Pengesan selisih
Parity.
Penghantaran segerak
Synchronous.
Penghantaran tak segerak
Asynchronous.
Pengukur jarak elektronik
Electronic distance measurement.
Pengukuran banyak teodolit
Multi theodolite measurement.
Pengukuran data bit yang dihantar
Data bits.
Pengukuran kelajuan komunikasi
Baud rate.
Pengukuran satu teodolit
Single theodolite measurement.
Peralatan optik
Optical tooling.
Petunjuk berakhirnya komunikasi
Stop bits.
Piawai
Standard.
Selari
Parallel.
Sifat bermotor
Motorized.
xix
Simpleks
Simplex.
Sistem bekerja seorang
One man system.
Sistem penentududukan sejagat
Global Positioning System.
Sistem polar
Polar system.
xx
SENARAI LAMPIRAN
LAMPIRAN
PERKARA
MUKA SURAT
A
Penukaran Nilai Port Pada Komputer
B
Penggunaan Perisian STAR*NET (Aplikasi Bagi Data Dari
160
Perisian RETIME)
164
C
Prosedur Penggunaan Perisian RETIME
169
D
Maklumat Yang Dihasilkan Oleh Setiap Modul
Perisian RETIME
185
E
Prosedur Penggunaan Perisian APSWin V1.42
186
F
Maklumat Analisis Data Cerapan
195
G
Maklumat Bagi Analisis Cerapan Sebenar
200
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Pengenalan
Ukur tanah secara umumnya didefinisikan sebagai satu seni dan sains
pengukuran untuk menentukan kedudukan relatif sesuatu objek di atas permukaan
bumi serta mempersembahkannya dalam bentuk yang diminta pengguna (Anderson
& Mikhail, 1998). Penentududukan telah menjadi satu keperluan dan ia
menyebabkan ukur tanah telah berkembang dan mewujudkan beberapa sub-disiplin
seperti ukur kejuruteraan, ukur kadaster, ukur topografi, ukur hidrografi dan
sebagainya. Kesemua sub-disiplin ini dapat dibezakan dari segi berikut:
1. Pemakaian dan tujuan;
2. Prosedur kerja;
3. Instrumen yang digunapakai; dan
4. Hasil atau rekod kerja yang diperoleh.
Bermula pada era 80-an, ukur kejuruteraan telah semakin berkembang
disebabkan oleh beberapa faktor seperti perkembangan teknologi komputer,
peralatan dan keperluan industri yang semakin meningkat. Justeru, telah wujud subbidang baru yang dikenali sebagai ukur industri yang mempunyai beberapa ciri
penting seperti berikut (Wilkins, 1989):
2
1. Melibatkan analisis berbentuk khusus;
2. Penggunaan pelbagai kaedah atau prosedur kerja;
3. Memerlukan pengukuran berkejituan tinggi;
4. Menggunakan alat yang khusus;
5. Pemprosesan masa hakiki; dan
6. Melibatkan pengiraan yang rumit.
Kerja ukur industri merupakan sub-disiplin ukur kejuruteraan yang
memerlukan tahap kejituan yang tinggi (Wilkins, 1989). Berbanding teknik
pengukuran konvensional yang menggunakan rantai, teodolit optik, buku kerja luar,
kalkulator dan juru surih, kini kaedah tersebut sudah tidak lagi praktikal dalam
aplikasi kerja sebenar terutama kerja ukur industri. Revolusi teknologi telah
mewujudkan kaedah automasi yang mengutamakan peralatan elektronik, perisian,
komputer, pencetak dan pemelot. Total station atau dipanggil juga sebagai Stesen
Penuh merupakan instrumen ukur yang terbentuk hasil daripada revolusi teknologi.
Ia dipanggil sebagai total station kerana kemampuannya untuk melaksanakan semua
operasi dalam satu unit, sebagai contoh ia mengandungi teodolit elektronik, unit
pengukuran jarak elektronik, pengutip data dan komputer-mikro (Zulkarnaini, 2002).
Selain daripada itu, total station juga mampu untuk memberikan tahap
kejituan yang diperlukan di dalam kerja ukur industri. Ini terbukti apabila
pengawasan deformasi empangan Diamond Valley Lake di California dibuat
menggunakan robotic total station dengan bantuan perisian DIMONS bagi tujuan
perolehan dan pemprosesan data secara hakiki (Duffy et al., 2001). Di University
Calgary, ujian perbandingan telah dibuat di antara alat robotic total station dan
Global Positioning System (GPS), hasil yang diperolehi menunjukkan bahawa alat
robotic total station mampu untuk memberi kejituan yang lebih tinggi (0.5 mm)
berbanding alat GPS (2 mm) bagi kaedah pengukuran stop and go (Radovanovic &
Teskey, 2001).
3
Pemprosesan pada masa-hakiki juga merupakan keperluan di dalam kerja
ukur industri, sebagai contoh kerja-kerja yang melibatkan pengawasan deformasi
bagi empangan. Bagi tujuan itu, setiap cerapan yang dibuat perlulah diproses pada
masa-hakiki dan ini memerlukan komunikasi atau hubungan di antara instrumen dan
komputer bagi membenarkan pemindahan data dibuat semasa proses cerapan
dilaksanakan. Setiap instrumen ukur mempunyai formatnya yang tersendiri, sebagai
contoh alat Leica menggunakan format Geo Serial Interface (G.S.I.) dan GeoCOM
bagi pemindahan data dari instrumen ke komputer. Untuk tujuan pemindahan data
secara masa-hakiki, format atau protokol instrumen perlulah dikenalpasti terlebih
dahulu.
Bagi tujuan pemprosesan data, maklumat-maklumat mengenai data mentah
adalah diperlukan. Oleh itu, perisian ini telah menyediakan kesemua jenis data
mentah (sudut ufuk, zenit, jarak cerun, jarak ufuk dan beza tinggi) termasuk data
koordinat 3 dimensi bagi membenarkan kerja-kerja analisis lanjutan dilaksanakan.
1.2
Penyataan Masalah
Kerja pengukuran merupakan satu bidang yang memerlukan cerapan data
dilaksanakan oleh manusia, dan telah menjadi lumrah yang manusia tidak terlepas
dari melakukan kesilapan. Sesuai dengan kaedah kerja yang biasa dilaksanakan,
sebarang kerja pemprosesan dilakukan setelah kerja-kerja pengukuran selesai
dijalankan. Oleh itu, kelalaian dan kecuaian manusia telah menyebabkan beberapa
selisih pada cerapan tidak dapat dikesan semasa proses cerapan sedang dilaksanakan
terutamanya selisih kasar. Selisih ini biasanya berpunca daripada pencerap atau
pembantu yang lalai semasa melaksanakan kerja pengukuran, kurang kemahiran atau
tidak cekap mengendalikan kerja. Antara contoh selisih kasar termasuklah angka
yang dibaca atau dicatat tidak betul, salah tanda positif atau negatif, salah unit, salah
titik perpuluhan dan sasaran dibuat pada titik yang salah (Kamaluddin & Abd. Majid,
1999). Oleh itu, bagi menyelesaikan masalah ini, cerapan yang membenarkan
4
perolehan data masa hakiki adalah perlu supaya sebarang semakan ke atas
kemasukan data dapat dibuat.
Perisian komersial bagi perolehan data dan seterusnya pemprosesan masa
hakiki di Malaysia adalah amat terhad dan kebiasaan harganya agak tinggi dan
prosedur penggunaannya juga agak rumit. APSWin V1.42 merupakan contoh
perisian masa hakiki komersial yang terdapat di Jabatan Kejuruteraan Geomatik,
Fakulti Kejuruteraan dan Sains Geoinformasi, Universiti Teknologi Malaysia.
Perisian yang dibina oleh syarikat Leica ini sememangnya mudah untuk diguna tetapi
ia memerlukan penggunaan dongle sebelum pengguna boleh menggunakannya.
Penggunaannya menjadi lebih rumit jika dongle rosak, hilang dan sebagainya.
Kebiasaannya, sebarang instrumen seperti instrumen geoteknik, penerima GPS
(Global Positioning System) dan sensor meteorologi membenarkan pemindahan data
dari instrumen ke komputer dengan mudah tetapi berlainan dengan total station atau
robotic total station yang melibatkan protokol pemindahan data yang agak rumit.
Sebagai contoh, instrumen Leica menggunakan protokol GSI dan GeoCOM
(Seksyen 3.1), di mana ia melibatkan pemindahan data menggunakan kod-kod
tertentu bagi proses penghantaran dan penerimaan data.
Kerja ukur industri merupakan kerja ukur yang memerlukan tahap kejituan
yang tinggi dan di dalam proses pengawalan sesuatu struktur, pemprosesan dan
penilaian data perlu dilaksanakan pada masa hakiki. Oleh yang demikian, sebuah
perisian yang membenarkan perolehan data masa hakiki amat diperlukan.
5
1.3
Objektif Kajian
Terdapat dua objektif utama yang telah digariskan bagi kajian ini, iaitu:
1. Menyediakan prosedur yang membenarkan komunikasi data antara alat
robotic total station TCA2003 dan komputer; dan
2. Membangunkan perisian yang membenarkan proses penerimaan data dari
alat robotic total station TCA2003 (RETIME) dan seterusnya membuat
penilaian kualiti bacaan yang diterima oleh perisian RETIME.
1.4
Skop Kajian
Kajian ini lebih tertumpu kepada pembinaan program yang membenarkan
perolehan data secara hakiki dari alat robotic total station model TCA 2003. Untuk
mencapai tujuan tersebut, kajian literatur telah dibuat terhadap kajian-kajian yang
telah dilaksanakan sebelumnya. Kajian literatur juga telah mengenalpasti konsep
penggunaan dan kemampuan alat robotic total station, perisian yang bersesuaian
dengan kajian yang telah dilaksanakan, model matematik yang terlibat, prosedur
kerja ukur industri dan termasuklah metodologi yang membenarkan perolehan data
secara masa-hakiki.
Komunikasi data merupakan perkara utama yang perlu difahami bagi
menyempurnakan kajian ini. Oleh itu, sebelum pembinaan perisian dibuat prosedur
komunikasi data yang melibatkan penggunaan alat robotic total station TCA2003
perlu difahami terlebih dahulu. Berdasarkan kajian literatur yang telah dibuat,
didapati bahawa komunikasi data yang melibatkan alat robotic total station
memerlukan pengaturcara memahami protokol yang digunakan oleh alat itu sendiri.
Merujuk kajian yang dibuat di dalam tesis Bayly (1991), ia menggunakan protokol
Wild Geo Serial Interface (GSI) bagi membenarkan komunikasi antara alat teodolit
6
elektronik model Wild T2002 dan komputer. Bagi alat robotic total station TCA2003
yang digunakan di dalam kajian ini, ia mempunyai protokol yang tersendiri iaitu
format G.S.I dan GeoCOM yang dicipta khas untuk kegunaan alat Leica yang
menggunakan sistem TPS1000 (Leica, 2000). Bagi kajian ini, protokol GeoCOM
telah digunapakai berikutan kemampuannya yang membenarkan pengawalan
sepenuhnya dilakukan ke atas alat robotic total station TCA2003.
Di dalam protokol GeoCOM, terdapat banyak fungsi yang boleh digunakan
untuk mengawal alat robotic total station model TCA2003 (rujuk Seksyen 3.1) tetapi
bagi kajian ini hanya empat fungsi sahaja yang digunakan iaitu aplikasi asas (BAP),
komunikasi (COM), pengukur jarak elektronik (EDM) dan pengukuran dan
pengiraan teodolit (TMC). Fungsi-fungsi yang digunakan ini hanya sesuai untuk
menerima data dari alat robotic total station model TCA2003.
Bagi tujuan membina perisian RETIME, bahasa pengaturcaraan Microsoft
Visual Basic V6.0 telah digunakan. Setelah perisian siap dibina, analisis telah
dilaksanakan bagi memastikan data yang diperoleh pada perisian RETIME adalah
betul dan sesuai untuk digunakan bagi kerja ukur industri.
1.5
Kepentingan Kajian
Sesuai dengan keperluan ukur industri yang memerlukan tahap kejituan yang
tinggi dan tahap pengawalan yang teliti, maka ia memerlukan perolehan data masa
hakiki bagi mengesan sebarang selisih yang berlaku semasa proses cerapan
dilaksanakan. Kajian ini telah menyumbangkan salah satu prosedur yang
membenarkan perolehan data secara hakiki. Dengan format penyusunan data yang
mudah difahami, maka sebarang kerja-kerja pemprosesan dapat dilaksanakan dengan
lebih mudah. Selain itu, pihak industri juga dapat menggunakan kaedah geomatik di
dalam kerja-kerja industri yang melibatkan tahap kejituan yang tinggi serta prosedur
yang rumit. Justeru itu, penggunaan teknik ukur dapat dipelbagaikan dan
7
diperkenalkan kepada sektor industri mengenai kemampuannya di dalam kerja ukur
industri.
1.6
Peralatan Yang Digunakan
Bagi kajian ini, terdapat tiga jenis alat robotic total station keluaran Leica
yang digunakan iaitu TCA2003, TCA1102 dan TCA1103. Alat robotic total station
TCA2003 telah digunakan bagi tujuan pembinaan perisian bagi perolehan data masa
hakiki (RETIME), manakala alat robotic total station TCA1102 dan TCA1103 pula
telah digunakan untuk membuktikan kemampuan perisian RETIME menerima data
dari kesemua alat keluaran Leica model TCA. Selain daripada alat cerapan, terdapat
juga beberapa perisian yang digunakan di dalam kajian ini iaitu perisian STAR*NET
dan APSWin V1.42. Perisian STAR*NET telah digunakan sebagai perisian
sokongan bagi perisian RETIME bagi menghasilkan data terlaras. Manakala perisian
APSWin V1.42 telah digunakan sebagai semakan untuk menguji kemampuan
perisian RETIME menerima data dari alat robotic total station model TCA. Bagi
membina perisian RETIME, bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0
telah digunakan. Selain daripada bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic
V6.0, terdapat beberapa bahasa pengaturcaraan lain yang turut digunakan bagi tujuan
menguji kemampuan Microsoft Visual Basic V6.0 melakukan proses hitungan.
Antara bahasa pengaturcaraan yang digunakan termasuklah Microsoft Visual C++
V6.0, Fortran Power Station V4.0 dan MATLAB V6.1.
8
1.7
Metodologi Kajian
Lazimnya, prosedur penyelidikan melibatkan beberapa proses kerja seperti
kajian literatur, pengutipan data melalui prosedur kerja, pembangunan perisian atau
sistem, pemprosesan data dan seterusnya analisis data. Bagi kajian ini, metodologi
kerja yang dilakukan adalah seperti yang dipaparkan di dalam Rajah 1.1.
Rajah 1.1
Carta alir metodologi penyelidikan
9
Kajian ini melibatkan pembangunan perisian yang membenarkan komunikasi
antara instrumen (robotic total station model TCA 2003) dan komputer. Untuk
memudahkan proses pembinaan perisian dilakukan, maka ia telah dibahagikan
kepada tiga modul. Merujuk kepada Rajah 1.1, modul pertama melibatkan
pembinaan program bagi membenarkan proses penerimaan data dilakukan dari alat
robotic total station model TCA 2003. Modul kedua pula berfungsi untuk melakukan
proses hitungan bagi menghasilkan koordinat tiga dimensi (X, Y dan Z) secara masa
hakiki. Modul yang seterusnya iaitu modul ketiga dibina bagi menukarkan format
susunan data daripada format perisian RETIME kepada format perisian STAR*NET.
Tujuan modul ketiga ini dibina adalah bagi membenarkan proses analisis pelarasan
kuasa dua terkecil dilaksanakan dengan menggunakan perisian STAR*NET.
Modul pertama merupakan modul asas pembinaan perisian RETIME dan
kajian telah dilaksanakan terhadap teori atau konsep yang membenarkan
penghantaran maklumat dari instrumen ke komputer. Seterusnya jenis format yang
digunakan oleh instrumen perlu difahami supaya pemindahan maklumat dapat
dilakukan dengan sempurna. Sebagai contoh, alat robotic total station model
TCA2003 menggunakan protokol GSI dan GeoCOM. Oleh itu, pemahaman terhadap
protokol ini perlu dibuat terlebih dahulu bagi membenarkan sebarang komunikasi
data.
Analisis dilakukan dengan membuat perbandingan data cerapan dengan
perisian APSWin V1.42 bagi mengesahkan maklumat yang diterima oleh perisian
RETIME adalah betul dan boleh digunakan. Selain itu, analisis juga dilaksanakan
bagi membuktikan kemampuan perisian yang dibina untuk menerima data dari
kesemua jenis alat robotic total station model TCA keluaran Leica. Rajah 1.1
menunjukkan carta alir kerja bagi tujuan penyelidikan.
10
1.8
Aliran Bab Dan Kajian
Tesis yang dihasilkan ini mengandungi tujuh bab, yang mana Bab 1
merupakan pengenalan kajian manakala Bab 2 membincangkan mengenai kajian
literatur yang berhubungkait dengan kajian yang dilakukan. Di samping itu, Bab 2
juga menerangkan mengenai instrumen dan konsep-konsep mengenai komunikasi
data yang digunakan di dalam kajian,
Bab 3 pula membincangkan mengenai konsep protokol GeoCOM, yang mana
protokol ini telah digunakan di dalam proses pembinaan perisian RETIME. Protokol
GeoCom merupakan protokol yang digunakan oleh alat robotic total station
TCA2003 bagi tujuan komunikasi data. Bab ini juga menerangkan bagaimana
prosedur pembinaan program boleh dilakukan menggunakan protokol GeoCOM.
Proses pembinaan perisian RETIME dibincangkan di dalam Bab 4 dan
penerangan dibuat mengikut modul-modul yang terdapat di dalam perisian RETIME.
Modul-modul tersebut ialah komunikasi data, hitungan dan penukaran format. Di
samping itu, Bab 4 juga menerangkan mengenai metodologi analisis yang dilakukan
terhadap perisian RETIME.
Bagi memastikan data yang diterima oleh perisian RETIME adalah betul,
maka analisis perlu dilaksanakan. Terdapat lima analisis perbandingan yang telah
dibincangkan di dalam Bab 5 iaitu perbandingan data cerapan RETIME dan
APSWin V1.42, perbandingan data cerapan dan terlaras, perbandingan data dari
perisian hitungan, perbandingan data cerapan kesasaran dinamik dan perbandingan
data cerapan TCA1102 dan TCA1103.
Bab 6 membuat rumusan mengenai keseluruhan kajian yang dibuat. Rumusan
yang dibuat adalah berkisarkan kepada perisian yang telah dibina dari segi prosedur
komunikasi yang digunakan, proses pembinaan perisian, kemampuan perisian dan
keputusan analisis. Selain itu, sebarang kajian lanjutan yang boleh dilakukan, juga
telah dinyatakan di dalam Bab 6.
BAB 2
KAJIAN LITERATUR
2.1
Pengenalan
Ukur industri merupakan kerja ukur yang dipraktikkan khusus bagi kerjakerja di sektor industri. Konsep penentududukan berserta analisisnya telah
digunapakai di dalam kerja ukur industri. Antara industri yang memerlukan
pemakaian kerja ukur ialah industri automotif (pemasangan komponen kereta, lori
dan jentera berat), industri angkasa (pembuatan kapal terbang, kapal angkasa dan
satelit) dan industri marin (pembuatan kapal). Selain itu ukur industri juga
digunapakai dalam industri pembinaan struktur yang kompleks seperti pelantar
minyak, pemasangan turbin di stesen jana kuasa elektrik, pemasangan particle
accelerator loji fizik nuklear dan sebagainya (Wilkins, 1989).
Terdapat beberapa aplikasi dan kegunaan ukur industri yang biasa
dipraktikkan, antaranya ialah (Bayly, 1991):
1. Ukur industri bagi tujuan penentuan dimensi dan kawalan kualiti. Sebagai
contoh, pemasangan pelantar minyak yang melibatkan beberapa modul
dan perlu dibentuk secara berasingan. Pembentukan modul ini melibatkan
penentuan dimensi menurut rekabentuknya yang tertentu;
12
2. Ukur industri bagi tujuan penandaan yang melibatkan kerja-kerja seperti
projek pembinaan struktur kejuruteraan kompleks dan pemasangan
komponen tertentu dalam industri. Sebagai contoh pemasangan
komponen mesin yang mewujudkan keadaan salah jajaran sama ada dari
segi keselariannya atau pun sudut. Ukur industri diperlukan supaya
masalah salah jajaran ini dapat dikawal dengan darjah toleran tertentu;
dan
3. Ukur industri juga melibatkan proses hitungan dan analisis bentukan
seperti mengenalpasti geometri tertentu, membentuk produk dengan
bentuk tertentu dan menentukan rataan, lurusan, keselarian, tegakan bagi
sesuatu objek.
Merujuk Wilkins (1989), teknik pengukuran industri terbahagi kepada dua
iaitu kaedah konvensional dan geodetik. Manakala Bayly (1991) menyenaraikan dua
teknik pengukuran industri iaitu kaedah geodetik dan pengukuran berasaskan visual.
Oleh itu, kesimpulan dapat dibuat bahawa teknik pengukuran industri boleh
dibahagikan kepada tiga jenis iaitu kaedah konvensional, geodetik dan pengukuran
berasaskan visual.
2.1.1 Kaedah Konvensional
Kaedah ini mempunyai satu ciri penting di mana ia hanya menggunakan
peralatan optikal atau mekanikal sahaja (rujuk Rajah 2.1 & Rajah 2.2). Kaedah
konvensional ini juga dikenali sebagai kaedah optical tooling. Penggunaan kaedah
ini melibatkan kos yang rendah tetapi disebabkan limitasinya, ia agak tidak sesuai
digunakan (Wilkins, 1989). Di antara kelemahan kaedah ini ialah:
1. Memerlukan kawasan kerja yang terhad;
2. Ketepatannya agak rendah; dan
3. Analisisnya terbatas.
13
Rajah 2.1
Rajah 2.2
Tilting level (Antiquesurveying, 2004)
Alignment telescope (Antiquesurveying, 2004)
2.1.2 Kaedah Geodetik
Berbanding kaedah konvensional, kaedah geodetik adalah lebih baik
berikutan sifatnya yang lebih fleksibel, mampu memberikan tahap kejituan yang
tinggi serta boleh melakukan pelbagai analisis (Wilkins, 1989). Peralatan yang
digunapakai di dalam kaedah geodetik termasuklah:
1. Teodolit elektronik, total station, robotic total station atau GPS;
2. Komputer;
3. Perisian yang khusus;
4. Peranti seperti kabel penghubung dan fasiliti antaramuka; dan
5. Bar skala.
14
Sistem ukur industri kaedah geodetik dibangunkan berasaskan konsep
persilangan oleh minimum dua stesen pengukuran. Bagi tujuan menambah kejituan,
bilangan stesen pengukuran boleh ditambah (menggunakan teknik persilangan)
seperti yang dipaparkan di dalam Rajah 2.3 berikut:
Rajah 2.3
Teknik persilangan di dalam kerja ukur (Zainal, 2002)
Rajah 2.4, 2.5 dan 2.6 merupakan peralatan yang digunakan di dalam kerja
ukur industri kaedah geodetik seperti teodolit elektronik, robotic total station dan
penerima GPS. Data yang diperoleh peralatan tersebut adalah sama ada dalam bentuk
bering, jarak atau koordinat. Rajah 2.4 memaparkan contoh alat teodolit elektronik
model TM5100A keluaran syarikat Leica yang digunakan di dalam kerja ukur
industri.
Rajah 2.4
Teodolit elektronik model TM5100A
15
Rajah 2.5 di bawah memaparkan rajah alat robotic total station model
TCA2003 keluaran syarikat Leica yang digunakan di dalam kajian ini bagi tujuan
kerja ukur industri. Perbezaan alat ini berbanding dengan teodolit elektronik ialah
kemampuannya untuk mencerap jarak dan sudut secara serentak. Selain itu, alat ini
juga mampu menjejak sasaran dan mempunyai fungsi automated target recognition
(ATR) yang memudahkan proses cerapan dilakukan (rujuk Seksyen 2.2).
Rajah 2.5
RTS model TCA2003
Penerima GPS juga digunakan di dalam kerja ukur industri, sebagai contoh
bagi tujuan pengawalan dan pengawasan sesuatu objek atau struktur. Berdasarkan
kerja Hein & Reidl (2003) menunjukkan bahawa penerima GPS telah digunakan
untuk kerja pengawasan jambatan Haseltal di Jerman. Rajah 2.6 memaparkan
contoh penerima GPS yang boleh digunakan di dalam kerja ukur industri.
16
Rajah 2.6
SR20 GPS Receiver (Leica, 2004)
2.1.3 Pengukuran Berasaskan Visual
Kaedah ini berbeza berbanding dua kaedah sebelum ini, di mana ia
berasaskan teknik fotogrametri. Pemakaian kaedah metrologi visual ini dilaksana
menggunakan salah satu peralatan berikut:
1. Kamera terrestrial (Rajah 2.7);
2. Kamera digital (Rajah 2.8); dan
3. Kamera pintar (Rajah 2.9).
Rajah 2.7
Kamera terrestrial model Wild P32 (Wild, 2004)
17
Rajah 2.8
Kamera digital model DC 50 (Kodak, 2004a)
Rajah 2.9
Kamera INCA (Kodak, 2004b)
Secara keseluruhan, dapat disimpulkan bahawa kaedah pengukuran
berasaskan visual ini mempunyai sifat seperti berikut (Bayly, 1991):
1. Berasaskan kepada fotogrametri jarak dekat;
2. Tempoh bagi perolehan data amat singkat; dan
3. Boleh dilaksanakan oleh seorang operator.
18
Walaubagaimanapun, kaedah yang digunakan bagi tujuan kajian ini ialah
kaedah geodetik, di mana peralatan yang digunakan ialah alat robotic total station
model TCA2003 keluaran syarikat Leica. Instrumen tersebut dihubungkan dengan
komputer secara terus bagi membenarkan proses perolehan data dan seterusnya
pemprosesan data secara atau menghampiri masa hakiki. Oleh itu, kajian ini
melibatkan penyediaan prosedur kerja komunikasi di antara instrumen dan komputer.
2.2
Instrumentasi
Dewasa ini terdapat banyak teknologi baru yang telah menyebabkan
wujudnya pelbagai jenis instrumen ukur dengan pelbagai jenis spesifikasi dan
kelebihan. Oleh itu, teknik konvensional tidak lagi praktikal dalam aplikasi kerja
sebenar terutama di dalam kerja ukur industri yang memerlukan tahap kejituan yang
tinggi (Seksyen 1.1).
Sesuai dengan perubahan arus teknologi, maka kajian ini telah menggunakan
robotic total station sebagai alat cerapan. Alat ini merupakan total station yang
multi-fungsi, di mana ia mempunyai fungsi menjejak sasaran yang tidak mampu
dilakukan oleh total station (Radovanovic & Teskey, 2001). Selain daripada robotic
total station, alatan ini juga dikenali sebagai ‘one man system’ berikutan sifatnya
yang hanya memerlukan pengawalan oleh seorang pencerap sahaja. Alat robotic total
station ini terdiri daripada lima bahagian utama iaitu servo driven, automatick
tracking, built-in specialised software, hubungan antara total station dan unit
sasaran, serta kuasa bateri yang lebih besar.
19
Makmal Survey Engineering Research Group, Jabatan Kejuruteraan
Geomatik, Fakulti Kejuruteraan dan Sains Geoinformasi, UTM mempunyai dua unit
alat robotic total station yang dikeluarkan oleh syarikat Leica. Menurut syarikat
Leica, alat robotic total station model TCA2003 (Rajah 2.5) ini dikeluarkan bagi
tujuan kerja ukur yang memerlukan tahap kejituan yang tinggi dari segi cerapan
sudut dan jarak. Peralatan robotic total station ini juga dibekalkan dengan laser
plummet bagi menjamin tahap kejituan kerja pengukuran. Antara sifat-sifat alat
robotic total station ini termasuklah (Leica, 2000):
1. Instrumen ini dilengkapi dengan program TPS1000 yang memudahkan
kerja-kerja pengukuran dilaksanakan;
2. Perisian Leica Survey Office dibekalkan bersama dengan instrumen ini
bagi memudahkan kerja-kerja pemprosesan dilaksanakan;
3. Mempunyai kejituan yang tinggi (Jadual 2.2) bagi cerapan sudut dan
jarak, sesuai dengan keperluan kerja ukur industri; dan
4. Pilihan Electronic Guider Laser (EGL) membantu pencerap (memegang
rod dan prisma) supaya sentiasa berada di garisan cerapan.
Selain itu, instrumen Leica model TCA2003 ini juga mempunyai fungsi
automatic target recognition (ATR) yang mampu memudahkan kerja mencerap
dilakukan. Fungsi ATR ini membantu pencerap untuk menetapkan sasaran teleskop
pada prisma, yang mana pencerap hanya perlu menetapkan sasaran teleskop
berhampiran dengan prisma sahaja, kemudian secara automatik teleskop bergerak
sehingga sasarannya tepat pada prisma (Rajah 2.10).
20
Rajah 2.10
Penetapan sasaran menggunakan fungsi ATR (Leica, 2005)
Merujuk Rajah 2.11, Fungsi ATR bagi alat robotic total station TCA2003
mempunyai sensitiviti yang tinggi jika sasaran atau prisma berada dalam lingkungan
bulatan ATR (sepertiga dari bulatan teleskop). Walaubagaimanapun, jika sasaran
berada di luar lingkungan bulatan ATR, proses jejakan tetap dilakukan selagi sasaran
berada di dalam lingkungan bulatan teleskop (Leica, 2000).
Bulatan
jejakan
ATR
Bulatan Teleskop
Rajah 2.11
Proses jejakan yang dilakukan oleh fungsi ATR bagi alat robotic total
station TCA2003 (Leica, 2000)
21
Sistem yang digunakan oleh alat robotic total station TCA2003 ini dikenali
sebagai TPS1000, yang mana TPS tersebut adalah singkatan daripada Tachymat,
Theodolite atau Total Station Positioning System (Leica, 2000). Sistem ini digunakan
oleh alat Leica dan ia mempunyai banyak fungsi bagi aplikasi ukur dan dibina bagi
tujuan memudahkan penggunaan alat Leica dari segi penyimpanan dan kemasukan
data, ketahanan kuasa bateri dan paparan yang lebih besar. Selain itu, sistem TPS ini
juga menyediakan protokol komunikasi GeoCOM yang membenarkan komunikasi
dilakukan secara masa hakiki antara alat yang menggunakan sistem TPS1000 dan
komputer. Terdapat beberapa model alat Leica yang menggunakan sistem TPS1000
iaitu alat model ‘T’ dan ‘TM’ mewakili teodolit, dan ‘TC’, ‘TCM’ serta ‘TCA’
mewakili total station atau robotic total station (Leica, 2000). Jadual 2.1
menunjukkan perbezaan bagi setiap model alat di atas.
Jadual 2.1
Fungsi bagi setiap model alat yang menggunakan sistem TPS1000
(Leica, 2001b)
Model Alat (TPS1000)
T
Fungsi
Teodolit.
TM
Teodolit dengan sistem bermotor.
TC
Total station.
TCM
Total station dengan sistem bermotor.
TCA
Total station dengan sistem bermotor dan fungsi ATR.
Seperti yang telah dinyatakan di atas, kajian ini telah menggunakan alat
robotic total station TCA2003. Merujuk Leica (2002), terdapat beberapa robotic
total station keluaran Leica yang menggunakan model TCA selain daripada
TCA2003. Antara alat robotic total station model TCA keluaran Leica yang lain
termasuklah TCA1101, TCA1102, TCA1103, TCA1105 dan TCA1800. Perbezaan
bagi setiap siri TCA adalah bergantung kepada kejituan cerapan alat tersebut. Jadual
2.2 memaparkan spesifikasi alat-alat model TCA (Leica, 2002):
22
23
Merujuk Jadual 2.2, dengan kejituan cerapan sudut 0.5 saat dan cerapan
jarak 1mm + 1ppm, alat robotic total station TCA2003 merupakan alat yang
mempunyai kejituan paling tinggi jika dibandingkan dengan alat-alat model TCA
yang lain. Selain makmal Survey Engineering Research Group, makmal Ukur
Kejuruteraan dan Kadaster juga mempunyai alat robotic total station model TCA
iaitu TCA1102 dan TCA1103. Merujuk kepada kemampuan dan kejituan alat, maka
kajian ini telah memilih untuk menggunakan alat robotic total station TCA2003 bagi
tujuan komunikasi data antara alat cerapan dan komputer. Manakala alat TCA1102
dan TCA1103 telah digunakan bagi mengesahkan bahawa perisian yang dibina
mampu untuk memperoleh data cerapan dari semua alat keluaran Leica model TCA.
2.3
Komunikasi Data
Komunikasi merupakan proses penghantaran maklumat dari satu tempat ke
tempat yang lain. Bagi tujuan komunikasi, ia melibatkan tiga elemen utama (Rajah
2.12) seperti berikut (Babu, 1998):
1. Unit penghantar;
2. Saluran pemindahan; dan
3. Unit penerima.
Unit
Penghantar
Rajah 2.12
Saluran pemindahan
Elemen asas sistem komunikasi
Unit
penerima
24
Unit penghantaran dan penerimaan, kebiasaannya ialah komputer atau
komputer terminal (instrumen). Manakala saluran komunikasi pula adalah seperti
talian telefon, gelombang mikro, satelit, kabel dan sebagainya. Bagi memahami
fungsi asas komunikasi data ialah dengan mengetahui beberapa perkara iaitu jenis
penghantaran, mod penghantaran dan protokol.
2.3.1 Jenis Penghantaran
Jenis penghantaran merujuk kepada jenis karakter maklumat yang dihantar.
Penghantaran data dilaksanakan dalam tiga keadaan berbeza iaitu synchronous,
asynchronous dan isochronous (Babu, 1998).
2.3.1.1 Penghantaran synchronous
Penghantaran jenis ini melibatkan proses menghantar karakter dalam bentuk
kumpulan atau blok. Setiap blok data boleh mengandungi ratusan karakter dan setiap
blok juga terdapat header dan susunan maklumat. Penghantaran ini mempunyai sela
masa penghantaran antara setiap karakter yang bersamaan dengan sifar kerana bit-bit
yang membentuk aksara disusun secara bersebelahan. Bit-bit tersebut termasuklah bit
terakhir bagi karakter pertama dan bit pertama bagi karakter seterusnya (Mohd
Aizani & Abdul Hanan, 2003). Rajah 2.13 memaparkan proses penghantaran data
jenis synchronous.
25
Blok data
Karakter
Karakter
Karakter
Karakter
Karakter
Penerima
Penghantar
Arah penghantaran
Rajah 2.13
Penghantaran synchronous
2.3.1.2 Penghantaran asynchronous
Penghantaran asynchronous menghantar satu karakter dalam satu masa.
Setiap karakter dikenal pasti berdasarkan bit mula (start bit) dan bit henti (stop bit)
seperti yang dipaparkan di dalam Rajah 2.14. Bit mula berada di hadapan karakter
dan di belakang karakter ialah satu atau dua bit berhenti (bergantung kepada sistem).
Jenis penghantaran ini dikenali sebagai asynchronous kerana penerima boleh
mengenalpasti karakter berdasarkan bit mula dan berhenti tanpa mengambil kira bila
ia sampai atau diterima (Babu, 1998). Oleh itu, karakter boleh dihantar secara tidak
serentak dan tiada sela masa tertentu yang ditetapkan antara setiap karakter.
Arah penghantaran
Karakter
Bit
mula
Bit
henti
Rajah 2.14
Karakter
Karakter
Bit
mula
Penghantaran asynchronous
Bit
henti
26
2.3.1.3 Penghantaran isochronous
Penghantaran isochronous pula merupakan gabungan kedua-dua jenis
penghantaran sebelum ini. Sama seperti penghantaran asynchronous, penghantaran
jenis ini juga mempunyai bit mula dan bit berhenti (Godbole, 2002).
Walaubagaimanapun, sela masa antara dua karakter telah ditentukan berbeza dengan
jenis penghantaran asynchronous yang tidak mempunyai sela masa penghantaran
atau penghantaran synchronous yang mempunyai sela masa penghantaran bersamaan
dengan sifar. Rajah 2.15 memaparkan prosedur penghantaran jenis isochronous.
Arah penghantaran
Sela masa (t)
2t
t
Karakter
Bit
mula
Karakter
Bit
henti
Rajah 2.15
Bit
mula
Bit
henti
Penghantaran isochronous
2.3.2 Mod Penghantaran
Terdapat tiga mod penghantaran data dari satu tempat ke satu tempat yang
lain iaitu penghantaran simplex, half-duplex dan full-duplex (Babu, 1998).
27
2.3.2.1 Penghantaran simplex
Penghantaran simplex hanya melibatkan satu arah, di mana komunikasi boleh
dilaksanakan pada satu arah sahaja (Rajah 2.16). Oleh itu, alat yang dihubungkan
pada litar hanya boleh menghantar atau menerima maklumat sahaja. Unit penghantar
hanya melakukan tugas penghantaran data dan unit penerima menerima data sahaja.
Sebagai contoh, mesin pencetak yang dihubungkan pada komputer hanya boleh
menerima maklumat untuk mencetak sahaja dan ia tidak boleh menghantar maklumat
kepada komputer.
Rajah 2.16
Penghantaran simplex
2.3.2.2 Penghantaran half-duplex
Penghantaran half-duplex membenarkan proses penghantaran maklumat yang
melibatkan dua arah tetapi hanya satu arah sahaja bagi satu masa (Rajah 2.17). Ini
bermakna, salah satu unit boleh menghantar maklumat kepada salah satu unit
sementara unit yang lain mesti menunggu sehingga proses sebelumnya selesai
sebelum proses penghantaran maklumat yang berikutnya dapat dilaksanakan. Contoh
penghantaran half-duplex ialah penggunaan radio dua hala, yang mana pada satu
masa hanya sebelah pihak sahaja yang boleh bercakap sementara pihak yang lain
perlu menunggu sehingga pihak pertama selesai bercakap.
28
Rajah 2.17
Penghantaran half-duplex
2.3.2.3 Penghantaran full-duplex
Penghantaran full-duplex membenarkan maklumat dihantar secara serentak
dalam dua arah bagi satu kabel penghantar (Rajah 2.18). Oleh itu, penghantaran
jenis ini membenarkan penghantaran dan penerimaan maklumat dilaksanakan secara
serentak. Penggunaan telefon merupakan contoh penghantaran full-duplex kerana
kedua-dua pihak yang sedang menggunakan telefon boleh berkomunikasi pada masa
yang sama.
Rajah 2.18
Penghantaran full-duplex
29
2.3.3
Protokol
Protokol merupakan satu set peraturan yang diperlukan untuk membolehkan
sesuatu tugas dilaksanakan dengan cekap dan berkesan. Ia penting terutamanya
dalam bidang komunikasi data bagi menentukan spesifikasi yang perlu dilaksanakan
untuk membolehkan komunikasi di antara peranti-peranti dilaksanakan (Mohd
Aizani & Abdul Hanan, 2003). Sebagai contoh, dua individu yang berlainan bahasa
tidak dapat berkomunikasi kerana protokol bahasa yang digunakan adalah berlainan.
Oleh itu, komunikasi data hanya berlaku jika dua alat yang berbeza bersetuju untuk
menggunakan set peraturan yang sama. Protokol mentakrifkan perkara-perkara
berikut (Godbole, 2002):
1. Syntax berfungsi untuk menyatakan struktur atau format data yang
dihantar. Oleh itu, arahan yang dihantar telah ditentukan terlebih dahulu.
Sebagai contoh, semasa proses komunikasi data, protokol dapat
mengenalpasti enam belas bit pertama yang terkandung di dalam data
tersebut merupakan alamat penerima.
2. Semantics pula berfungsi untuk mentafsirkan data atau maklumat yang
dihantar. Sebagai contoh, jika semantics mendapati dua bit terakhir yang
terdapat pada alamat penerima ialah 00, maka penghantar dan penerima
berada di dalam jaringan yang sama.
3. Timing merujuk kepada persetujuan di antara penghantar dan penerima
mengenai jumlah dan masa penghantaran data atau maklumat. Sebagai
contoh, protokol membenarkan penghantar menghantar seratus bait data
dan kemudian menunggu persetujuan daripada penerima sebelum
menghantar data yang seterusnya.
30
2.4
Bit dan Bait
Data dihantar dari satu titik ke satu titik yang lain dalam bentuk 0 dan 1. Nilai
0 dan 1 dikenali sebagai bit manakala kumpulan beberapa bit yang membentuk
aksara dikenali sebagai bait. Di dalam komunikasi data, terminal ataupun hos
komputer mewakilkan setiap maklumat yang dihantar menggunakan kombinasi 0 dan
1. Sebagai contoh, apabila satu huruf ditekan pada papan kekunci, huruf ini dikodkan
kepada siri gabungan 0 dan 1, kemudian dihantar kepada hos komputer. Apabila siri
gabungan 0 dan 1 diterima oleh hos komputer, penentuan jenis aksara yang diwakili
oleh bit-bit tersebut dibuat berdasarkan kepada kod piawai yang digunakan. Aksara
ini boleh terdiri daripada huruf, nombor, aksara khas atau pun simbol-simbol (Mohd
Aizani & Abdul Hanan, 2003).
Jadual 2.3 memaparkan nilai gandaan 2 sehingga 28, yang mana gandaan ini
telah digunakan oleh setiap kod komunikasi data bagi menentukan jumlah aksara
yang terdapat bagi setiap kod komunikasi (Held, 2002). Nilai gandaan tersebut
bergantung kepada jumlah bit yang digunakan bagi setiap aksara. Sebagai contoh,
jika sebuah kod komunikasi menggunakan 4 bit bagi setiap aksara, maka gandaan 2
yang digunakan ialah 24 dan ini bermakna kod tersebut menyediakan 16 jenis aksara
sahaja.
Jadual 2.3
Nilai gandaan dua bagi penentuan jumlah aksara (Held, 2002)
Gandaan Dua
Jumlah Aksara
20
1
21
2
22
4
23
8
24
16
25
32
26
64
27
128
8
256
2
31
2.5
Kod Komunikasi Data
Kod adalah gabungan bit ‘0’ dan ‘1’ bagi mewakili sesuatu aksara. Dan
dikenali juga sebagai sistem nombor binari (Godbole, 2002). Setiap aksara
mempunyai kodnya yang tersendiri. Gabungan aksara membentuk perkataan dan
ayat yang menjadi data atau maklumat di dalam komputer. Terdapat beberapa kod
yang boleh digunakan untuk mewakili aksara di dalam komputer, tetapi terdapat dua
kod yang paling popular dan digunakan dengan meluas iaitu kod ASCII dan
EBCDIC (Green, 1996). ASCII ialah singkatan bagi American Standard Code for
Information Interchange manakala EBCDIC ialah singkatan bagi Extended Binary
Coded Decimal Interchange Code.
2.5.1 Kod ASCII
Kod ASCII telah dibangunkan oleh American National Standard Institution
(ANSI) dan telah dijadikan sebagai satu daripada piawaian antarabangsa. Kod ini
mengandungi tujuh bit data dan satu bit tambahan yang dikenali sebagai bit
kesetarafan, yang mana ia digunakan bagi tujuan semakan ralat (Godbole, 2002). Ini
bermakna kombinasi kod 0 dan 1 di dalam kod ASCII dapat mewakili 128 (27)
aksara (rujuk Seksyen 2.4). Di dalam sesetengah perlaksanaan di mana lebih
daripada 128 aksara diperlukan, kelapan-lapan bit digunakan untuk mewakili aksara
iaitu dengan menukar bit kesetarafan kepada bit data yang kelapan. Dengan itu
terdapat 256 (28) aksara boleh diwakilkan ke dalam kod ASCII (Mohd Aizani &
Abdul Hanan, 2003).
32
Di dalam kod ASCII, bit terakhir atau bit 7 merupakan bit paling bererti dan
bit 1 merupakan bit paling kurang bererti. Cara membaca jadual ASCII ialah dengan
mencari aksara yang tertentu dan penentuan kombinasi bit bermula dari bit 1, 2, 3
dan 4 yang terdapat pada penjuru sebelah kiri baris dan diikuti dengan bit 5, 6 dan 7
yang terdapat pada bahagian atas lajur (rujuk Jadual 2.4). Dengan kata lain,
pembacaannya bermula dari bit yang kurang bererti kepada bit yang paling bererti.
Sebagai contoh, huruf ‘A’ diwakili oleh kod 1000001, huruf ‘a’ diwakili oleh kod
1000011 dan nombor ‘1’ diwakili oleh kod 1000110.
Jadual 2.4
Jadual 2.5
Kod ASCII (Mohd Aizani & Abdul Hanan, 2003)
Aksara kawalan ASCII (Mohd Aizani & Abdul Hanan, 2003)
33
Aksara-aksara yang digunakan untuk membentuk maklumat biasanya boleh
di tayang atau dicetak. Aksara-aksara ini termasuk huruf-huruf besar, huruf-huruf
kecil, nombor dan juga simbol khas seperti $, %, &, @ dan lain-lain.
Walaubagaimanapun, terdapat juga aksara yang tidak dapat dicetak atau di tayang
iaitu aksara kawalan seperti yang dipaparkan di dalam Jadual 2.5. Aksara ini biasa
digunakan untuk mengawal penghantaran data atau mengarah peranti untuk
melaksanakan tindakan tertentu. Sebagai contoh aksara ACK (acknowledgement)
digunakan di dalam komunikasi data sebagai pengakuan positif, iaitu untuk
memberitahu penghantar bahawa data yang dihantar telah diterima tanpa ralat dan
contoh lain pula ialah aksara CR (carriage return) biasanya digunakan untuk
mengarahkan pencetak supaya memulakan cetakan pada baris yang baru.
Kod ASCII menggunakan sama ada kesetarafan genap atau kesetarafan ganjil
bergantung kepada sistem yang digunakan. Kebanyakan terminal atau peranti
komunikasi menyediakan pilihan sama ada hendak menggunakan kesetarafan genap
atau ganjil.
2.5.2 Kod EBCDIC
Selain daripada kod ASCII, kod EBCDIC juga digunakan dengan meluas.
Kod ini telah dibangunkan oleh International Business Machines Corporation (IBM).
Kod ini menggunakan 8 bit dan kesemua bit-bit yang digunakan untuk mewakili
maklumat atau data (rujuk Jadual 2.6). Dengan kombinasi 8 bit, sejumlah 256 (28)
aksara yang berlainan dapat diwakilkan di dalam sistem pengkodan EBCDIC (Held,
2002).
34
Jadual 2.6
Kod EBCDIC (Mohd Aizani & Abdul Hanan, 2003)
Kod ini merupakan kembangan daripada kod BCD (Binary Coded Decimal).
Walaupun terdapat 256 kombinasi 0 dan 1 tetapi di dalam kebanyakan
perlaksanaannya tidak kesemua kombinasi tersebut digunakan. Ruang kosong yang
terdapat di dalam jadual kod ini boleh digunakan untuk mewakili aksara lain seperti
grafik dan sebagainya (Godbole, 2002).
Jika sebuah terminal menggunakan kod EBCDIC, maka kesemua aksara yang
dihantar diwakili dengan kod EBCDIC. Sebagai contoh, sekiranya huruf ‘A’ ditaip,
maka bit-bit 10000011 akan dihantar. Cara membaca jadual kod EBCDIC ialah
dengan mencari aksara tertentu dan penentuan kombinasi bit bermula dari bit 1, 2, 3
dan 4 yang terdapat pada bahagian lajur dan bit 5, 6, 7 dan 8 yang terdapat pada
bahagian kiri baris (rujuk Jadual 2.6). Seperti kod ASCII, kod EBCDIC juga
mempunyai banyak aksara kawalan, sebagai contoh aksara ‘Start of Text’ (STX)
yang digunakan di dalam protokol komunikasi data bagi menyatakan permulaan teks
di dalam maklumat yang dihantar.
Kebanyakan kod EBCDIC tidak menggunakan bit kesetarafan sebagai
semakan ralat. Kaedah yang digunakan ialah dengan mengumpulkan kod-kod
EBCDIC yang hendak dihantar ke dalam satu blok, kemudian semakan ralat dibuat
ke atas blok berkenaan (Mohd Aizani & Abdul Hanan, 2003).
35
2.6
Penghantaran Data
Setiap karakter mempunyai lapan bit yang mengandungi nilai ‘0’ dan ‘1’.
Bagi jenis penghantaran asynchronous, hanya satu karakter yang dihantar dalam satu
masa dan bagi penghantaran synchronous maklumat yang dihantar adalah dalam
bentuk blok atau kumpulan yang mengandungi beberapa karakter. Untuk menghantar
data-data ini, terdapat tiga kaedah yang boleh digunakan iaitu dengan menggunakan
penghantaran selari, penghantaran bersiri dan penghantaran menggunakan Universal
Serial Bus (Held, 2002). Rajah 2.19 memaparkan port yang digunakan bagi
penghantaran selari (bulatan merah), penghantaran bersiri (bulatan kuning) dan
penghantaran menggunakan Universal Serial Bus (bulatan biru).
Rajah 2.19
Port penghantaran data
2.6.1 Penghantaran Selari
Di dalam penghantaran selari kesemua bit yang membentuk sesuatu aksara
dihantar secara serentak atau dengan kata lain, perkataan lapan bit yang membentuk
satu aksara ASCII dihantar secara serentak dari penghantar kepada penerima.
36
Di dalam penghantaran ini, semua bit yang dihantar diterima secara serentak
oleh penerima. Perlaksanaan penghantaran ini memerlukan 8 wayar bagi
membenarkan setiap bit tersebut mempunyai laluan mereka sendiri dan dapat
bergerak pada masa yang sama, di mana satu laluan bagi setiap bit. Di dalam
komunikasi data, penghantaran selari kerap digunakan bagi komunikasi dalam
kawasan (on-site communication), yang mana komunikasi jenis ini melibatkan jarak
antara alat atau instrumen yang dekat. Contoh penggunaan komunikasi ini ialah
komunikasi antara komputer dan mesin pencetak.
Kelebihan yang terdapat di dalam penghantaran selari ini ialah kadar
penghantarannya yang amat tinggi, di mana data dapat dihantar kepada destinasinya
dengan kadar yang amat pantas (Held, 2002). Kelemahan yang terdapat di dalam
kaedah ini pula ialah pengguna terpaksa menyediakan banyak laluan bagi
membenarkan proses pemindahan data. Sekiranya proses penghantaran data
melibatkan jarak yang jauh, maka kos membiayai kabel menjadi amat tinggi. Oleh
itu, penghantaran selari hanya sesuai bagi penghantaran jarak dekat sahaja.
2.6.2 Penghantaran Bersiri
Penghantaran bersiri menghantar bit-bit yang membentuk aksara secara satu
persatu. Ini bermakna bahawa lapan bit yang membentuk aksara ASCII dihantar satu
bit demi satu bit sehingga kelapan-lapan bit tersebut selesai dihantar.
Di dalam penghantaran bersiri ini, bit diterima satu persatu oleh penerima.
Hanya satu wayar atau laluan sahaja yang diperlukan bagi membolehkan proses
penghantaran bersiri ini berlaku. Bit yang pertama akan sampai dahulu ke destinasi
diikuti dengan bit-bit yang seterusnya (Held, 2002).
37
Ini bermakna bahawa kesemua bit yang dihantar bagi mewakili aksara hanya
melalui satu laluan sahaja. Di dalam komunikasi data, kaedah penghantaran bersiri
sering digunakan pada komunikasi luar kawasan (off-site communication), yang
mana komunikasi jenis ini melibatkan komunikasi jarak jauh. Penghantaran bersiri
selalunya digunakan bagi komunikasi yang melibatkan jarak yang lebih jauh
berbanding penghantaran selari (Held, 2002). Contoh penghantaran bersiri ialah
komunikasi di antara komputer dengan komputer yang lain ataupun hos komputer.
Kelebihan yang terdapat di dalam penghantaran bersiri ialah ia boleh
dilaksanakan untuk penghantaran yang melibatkan jarak yang jauh dan kos yang
lebih rendah dari segi pembiayaan kabel berbanding dengan penghantaran selari.
Kelemahannya ialah kadar penghantaran yang kurang laju berbanding penghantaran
selari.
Lazimnya, komunikasi bersiri melibatkan pemindahan data dalam bentuk
ASCII. Komunikasi sempurna apabila menggunakan 3 garis pemindahan: (1) bumi,
(2) hantar, dan (3) terima. Sejak komunikasi bersiri menggunakan penghantaran
asynchronous, port mampu untuk menghantar data pada satu arah dan menerima data
pada arah yang lain. Parameter komunikasi bersiri seperti baud rate, data bits, stop
bits dan parity merupakan perkara penting bagi membenarkan proses komunikasi
data dapat dilakukan dengan sempurna. Berikut merupakan fungsi bagi setiap
parameter komunikasi bersiri (National Instruments, 2005):
1. Baud rate ialah pengukuran kelajuan komunikasi, ia menunjukkan jumlah
atau nilai bit yang dipindahkan per saat. Sebagai contoh, 300 baud ialah
300 bit per saat. Nilai baud rate yang besar akan mengurangkan jarak di
antara alat;
38
2. Data bits ialah pengukuran data bit yang dihantar. Apabila komputer
menghantar maklumat, jumlah datanya mestilah tidak memenuhi 8 bit.
Nilai normal bagi data yang dipindahkan ialah 5, 7 dan 8 bit. Pilihan nilai
data bit adalah bergantung kepada jenis maklumat yang dihantar. Sebagai
contoh, data ASCII piawai mempunyai nilai antara 0 hingga 127 (7 bit),
manakala ‘extended ASCII’ menggunakan nilai dari 0 hingga 255 (8 bit).
Bagi data yang melibatkan teks biasa, memadai dengan 7 bit;
3. Stop bits berfungsi untuk menunjukkan berakhirnya komunikasi bagi
setiap pemindahan data. Nilai yang biasa digunakan bagi stop bits ialah 1,
1.5 dan 2 bit. Pemindahan data dilaksanakan mengikut pusingan jam dan
setiap alat mempunyai jamnya sendiri, adalah tidak mustahil bagi dua alat
untuk tidak sama bacaannya. Oleh itu, stop bit juga memberi ruang
kepada komputer bagi pembetulan sebarang selisih kelajuan jam; dan
4. Parity ialah pengesan selisih di dalam penggunaan komunikasi bersiri.
Terdapat empat jenis parity iaitu genap (even), ganjil (odd), tanda
(marked) dan ruang (spaced). Pilihan untuk tidak mahu menggunakan
parity juga adalah dibenarkan. Bagi parity genap dan ganjil, port bersiri
menetapkan parity bit (bit terakhir) kepada nilai bagi memastikan
pemindahan mempunyai nombor genap atau ganjil bagi logik bit
tertinggi. Parity tanda dan ruang tidak hanya diguna bagi menyemak data
bit, bahkan menetapkan parity bit tinggi bagi marked parity dan rendah
bagi spaced parity. Ini membenarkan alat untuk mengenalpasti sebarang
gangguan atau jika jam alat tidak sama semasa proses pemindahan data.
39
2.6.3 Universal Serial Bus
Universal Serial Bus (USB) merupakan kaedah penghantaran data yang baru
diperkenalkan jika dibandingkan dengan penghantaran selari dan bersiri. Menurut
Held (2002), USB versi 1.0 mampu untuk berkomunikasi dengan 127 jenis alat
dengan kelajuan 12Mbps. Kemudian pada April 2000, USB versi 2.0 telah
dikeluarkan.
USB versi 1.0 boleh dikategorikan kepada dua jenis yang bergantung kepada
kelajuan penghantaran data. Kategori pertama mempunyai kelajuan 1.5Mbps dan
biasa digunakan oleh alat-alat yang memerlukan tahap kelajuan penghantaran yang
rendah seperti tetikus dan papan kekunci. Manakala kategori kedua yang mempunyai
kelajuan 12Mbps sesuai digunakan bagi alat-alat seperti mesin pencetak dan mesin
pengimbas.
Bagi USB versi 2.0, kaedah penghantaran ini mempunyai kelajuan
penghantaran data yang lebih tinggi iaitu 480Mbps. Dengan kelajuan ini, USB versi
2.0 boleh digunakan untuk tujuan komunikasi menggunakan paparan video dan
penghantaran data yang melibatkan kapasiti yang besar.
2.7
Perisian dan Sistem Sedia Ada
Di Eropah, ukur industri merupakan sebuah bidang yang telah lama
dipelopori dan agak maju berbanding Malaysia. Perkara ini dapat dilihat dengan
wujudnya pelbagai jenis perisian bagi kegunaan ukur industri. Terdapat perisian yang
mampu berhubung dengan alat total station, GPS, instrumen geoteknik dan yang
terkini mampu berhubung dengan kesemua jenis peralatan tersebut. Berikut
dibincangkan mengenai perisian ukur industri yang telah sedia ada dan juga kajiankajian yang melibatkan kerja ukur industri.
40
2.7.1 APSWin
APSWin atau ‘Automatic Polar System for Windows’ merupakan perisian
yang dicipta khas bagi tujuan ukur deformasi dan ia telah dibangunkan oleh syarikat
Leica. Perisian APSWin direkabentuk bagi aplikasi pengukuran secara polar system
dengan teodolit berciri motorized. APSWin mengawal semua teodolit bermotor (iaitu
Leica TM3000D, TM3000V, TM3000V/D, TM1100, TCM1100, TM1800,
TCM1800, TCA2003) dan total station tidak bermotor TC2002 dalam mod buka
atau tutup. APSWin merupakan satu modul perisian yang baik, di mana ia telah
membekalkan banyak ciri-ciri untuk mengawal pengukuran automatik dan untuk
penyimpanan, pencetakan dan menganalisis data cerapan (Leica, 1998). Terdapat
beberapa keistimewaan perisian APSWin, antaranya ialah:
1. Boleh beroperasi secara robotik (tanpa jagaan pencerap);
2. Beroperasi berterusan 24 jam sehari tanpa berhenti;
3. Digunakan untuk pencerapan, pemprosesan, analisis dan pemaparan
secara masa hakiki; dan
4. Memaparkan output dalam bentuk numerik dan grafik.
APSWin dibina dalam tiga modul berlainan iaitu APSWin Lite, APSWin
Standard dan APSWin Plus. APSWin Lite merupakan modul perisian yang paling
ringkas, di mana ia hanya boleh digunakan untuk mengutip dan menyimpan data
sahaja. APSWin Standard (rujuk Rajah 2.20) pula merupakan modul yang juga
mampu mengutip dan menyimpan data, di samping itu ia juga mampu memproses
dan menganalisis data cerapan secara masa hakiki. Kedua-dua modul ini melakukan
cerapan menggunakan sistem teodolit tunggal iaitu cerapan dilakukan menggunakan
satu alat total station sahaja.
41
Rajah 2.20
Paparan utama perisian APSWin Standard
Manakala APSWin Plus merupakan modul yang mempunyai kemampuan
yang paling tinggi, selain mempunyai fungsi yang terdapat pada APSWin Standard,
ia juga mampu untuk berhubung dengan empat instrumen dalam sekali cerapan.
Walaubagaimanapun, perlu diingat bahawa cerapan oleh setiap instrumen adalah
berasingan dan tidak mempunyai hubungan bersama (prisma titik objek dan prisma
titik rujukan adalah berasingan). Prisma-prisma boleh dikongsi tetapi pelarasan kuasa
dua terkecil tidak boleh dilaksanakan oleh sistem lain semasa penggunaan APSWin.
Walaubagaimanapun, perisian APSWin hanya mampu melaksanakan
pemprosesan masa hakiki tetapi ia tidak mampu untuk membaca data dari instrumen
lain selain total station atau teodolit. Perkara ini berlaku disebabkan oleh pembinaan
perisian ini berdasarkan kepada kehendak sejenis pengguna sahaja, maka ia hanya
melibatkan penggunaan satu jenis instrumen sahaja (Sippel, 2001).
42
2.7.2 GeoMOS
GeoMOS atau ‘Geodetic Monitoring System’ merupakan perisian yang
mampu menyelesaikan kelemahan perisian sebelum ini (APSWin) seperti masalah
pemprosesan dan analisis yang melibatkan gabungan beberapa jenis data (Sippel,
2001). Sistem ini menggunakan teknologi penghantaran maklumat terkini
berdasarkan TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) dan
Microsoft® Message Queue bagi memastikan keselamatan data semasa proses
penghantaran data antara pengguna dan pembekal serta boleh melibatkan
penghantaran jarak jauh. Sensor dikawal oleh komponen Sensor Manager dan antara
instrumen yang boleh dihubungkan dengan perisian GeoMOS ialah total station
(sistem TPS), GPS, sensor meteorologi dan sensor geoteknik seperti yang dipaparkan
pada Rajah 2.21.
Rajah 2.21
2001)
Peralatan yang boleh diproses menggunakan perisian GeoMos (Sippel,
43
Pengiraan gabungan data ini dihubungkan dengan sistem pengurusan
maklumat, maka perubahan atau deformasi boleh dihitung dan dianalisis secara masa
hakiki dan sebarang maklumat boleh dihantar secara SMS, E-mel, alat keloi atau
antaramuka digital I/O (input output). Analyzer Toolbox membenarkan paparan
secara numerikal atau grafik bagi keputusan atau pengukuran yang dibuat.
2.7.3 DIMONS
DIMONS (Displacement Monitoring System) merupakan perisian yang dibina
bagi membantu pengawalan deformasi secara automasi dengan perolehan data yang
juga secara automasi. Perisian ini membenarkan pengawalan jarak jauh bagi
pengukuran yang melibatkan penggunaan alat robotic total station dan sensor lain.
Antara kemampuan perisian ini ialah ia mampu melaksanakan pemprosesan
penentududukan, penentuan stesen rujukan yang tidak stabil menggunakan Iterative
Weighted Similarity Transformation (IWST) dan penentuan serta persembahan grafik
bagi deformasi ke atas titik-titik terlibat menggunakan maklumat varian kovarians.
Semua proses di atas dilaksanakan secara automasi sepenuhnya.
Selain daripada sifat-sifat di atas, terdapat beberapa kemampuan lain yang
terdapat pada perisian DIMONS, antaranya ialah (Lutes et al., 2001):
1. Beroperasi di bawah sistem operasi Microsoft Windows NT;
2. Simpanan data di dalam pangkalan data yang sesuai;
3. Bantuan operasi sama ada secara automasi sepenuhnya, separa automasi
atau pada mod pengukuran biasa;
4. Boleh menggunakan alat robotic total station model Leica TCA2003;
5. Penyusunan data yang mudah bagi data yang dicerap;
6. Antaramuka dengan sensor suhu dan tekanan bagi simpanan data
meteorologi serta bagi pembetulan di dalam pengukuran jarak;
7. Boleh dihubungkan bagi jarak yang jauh;
44
8. Mempunyai kemampuan untuk menghantar atau memindahkan data dari
sesebuah komputer ke komputer yang lain;
9. Kemampuan untuk memulakan pengukuran akibat kehabisan tenaga;
10. Secara automasi memberhentikan alat robotic total station setelah
pengukuran selesai;
11. Kemampuan pemprosesan data secara automasi, termasuk analisis
kestabilan titik rujukan yang dicerap oleh setiap robotic total station;
12. Boleh menggabungkan data dari total station yang bergerak dari satu titik
ke satu titik pengukuran;
13. Modul perisian ini mampu untuk dihubungkan dengan mudah dari
pelbagai bahasa program termasuk bahasa skrip;
14. Alat robotic total station dari syarikat lain boleh digunakan tanpa perlu
mengubah perisian;
15. Cerapan tetap dilakukan walaupun jaringan komunikasi tidak beroperasi;
dan
16. Data dari pengukuran yang berbeza lapangan boleh digabungkan tanpa
sebarang percanggahan.
Pembinaan perisian DIMONS boleh dibahagikan kepada tiga lapisan fungsi
iaitu lapisan masuk dan keluar yang bertanggungjawab untuk menghubungkan
instrumen luar, pangkalan data program dan pendaftaran tetingkap. Lapisan kedua
ialah kunci utiliti, yang mana kebanyakan fungsi terdapat pada lapisan ini dan lapisan
ketiga ialah antaramuka yang mengandungi aplikasi pengguna yang mengguna
sistem.
Bagi tujuan aplikasi perisian DIMONS, cerapan telah dilakukan di Diamond
Valley Lake. Terdapat lapan stesen cerapan yang dilengkapi dengan alat robotic total
station, alat pengesan perubahan cuaca (meteorological sensor), kuasa solar,
komputer dan alat rangkaian ethernet tanpa wayar. Bagi memastikan kerja-kerja
cerapan dapat dilakukan pada sebarang waktu dan cuaca, alat robotic total station
TCA2003 (bulatan hijau) telah dipasang di dalam sebuah rumah kecil seperti yang
dipaparkan di dalam Rajah 2.22.
45
Rajah 2.22
Stesen cerapan di Diamond Valley Lake (Lutes et al., 2001)
Rajah 2.23 memaparkan prosedur penghantaran dan pemprosessan data yang
dilakukan oleh perisian DIMONS di Diamond Valley Lake. Terdapat tiga bahagian
utama bagi menghantar dan memproses data cerapan di Diamond Valley Lake seperti
berikut:
1. Proses cerapan dilakukan oleh alat robotic total station TCA2003 di
lapangan.
2. Kemudian data dihantar ke pusat pemprosesan yang juga terletak di
kawasan lapangan (Radial Gate Structure) bagi tujuan memproses data
tersebut.
3. Selesai kerja pemprosesan, data tersebut akan dihantar ke pusat simpanan
dan kawalan data yang terletak di pejabat Glendora Survey.
46
3. Glendora
Survey Office
1. RTS TCA2003
Rangkaian kawasan
setempat (LAN)
Rangkaian kawasan
Metropolitan (MAN)
2. Radial Gate
Structure
Rajah 2.23
Proses penghantaran dan pemprosesan data di Diamond Valley Lake
(Lutes et al., 2001)
2.7.4 Sistem Teodolit Elektronik
Di dalam sistem ini, peralatan yang digunapakai termasuklah 2 unit teodolit
elektronik model Wild T2002, komputer mudah alih model Compaq LTE286 dan
antaramuka teodolit. Bagi tujuan penghantaran data, sistem ini menggunakan
protokol komunikasi bersiri di mana voltan yang di bawa antara dua alat sama ada
pada tahap tinggi atau rendah yang menunjukkan nilai digit binari atau bit (Bayly,
1991).
Teodolit elektronik model T2002 yang digunakan di dalam sistem ini,
menggunakan protokol Wild Geo Serial Interface (GSI). Protokol ini dikatakan
mempunyai banyak kegunaan bagi tujuan antaramuka bersiri mod half-duplex (WildLeitz, 1988).
47
Pembinaan perisian bagi sistem teodolit elektronik di University of Calgary
ini dibuat menggunakan bahasa program Turbo C versi 2.0, di mana ia mengandungi
program COLLECT, ADJUST dan FIT. Pemindahan maklumat antara programprogram di atas dapat dipermudahkan dengan menggabungkan kesemua data
cerapan, data cerapan yang disusun bagi tujuan pelarasan, koordinat anggaran dan
koordinat terlaras di dalam satu fail. Rajah 2.24 memaparkan carta alir bagi fungsi
program COLLECT, ADJUST dan FIT yang terdapat di dalam perisian Sistem
Teodolit.
Rajah 2.24
Carta alir perisian bagi sistem teodolit elektronik (Bayly, 1991)
48
Program perolehan data, COLLECT, dibina supaya dapat dihubungkan
dengan lebih daripada satu teodolit. Program ini menghantar karakter arahan teodolit,
menerima data dari teodolit dan seterusnya melaksanakan kerja-kerja pemprosesan
ke atas data tersebut. Penghantaran karakter handshake dibuat berdasarkan protokol
Wild GSI. Program ini dibina menggunakan bahasa program C dan mempunyai 980
garisan dan perlaksanaan program ini menggunakan 45700 bait.
Program ADJUST melibatkan pelarasan kuasa dua terkecil bagi data 3
dimensi. Berikut merupakan kelebihan program ADJUST:
1. Arah, sudut zenit, azimut, jarak dan beza tinggi diterima sebagai cerapan;
2. Koordinat anggaran boleh ditentukan pemberatnya;
3. Terdapat pilihan bagi kekangan yang melibatkan koordinat berpemberat
atau penyelesaian tanpa jaringan; dan
4. Terdapat pilihan bagi pra-analisis atau pelarasan.
Semasa pembinaan program ini, penekanan dibuat supaya ia ringkas dan
padat serta sesuai untuk kegunaan kebanyakan komputer mudah alih yang biasa
diguna. Terdapat beberapa kelemahan bagi program ADJUST, antaranya:
1. Pengguna perlu menyediakan fail bagi koordinat anggaran; dan
2. Tidak lebih daripada 35 stesen boleh dilaksanakan pelarasan secara
serentak.
Program ini dibina menggunakan bahasa program C dan mempunyai 2000
garisan dan perlaksanaan program ini menggunakan 191300 bait.
Sama seperti program ADJUST, program FIT membenarkan sebarang aplikasi
melalui menu dan butang fungsi. Pilihan dan nama fail masuk disimpan di dalam fail
yang ditetapkan. Senarai stesen dipaparkan dan pengguna boleh memilih set titik
yang sesuai bagi memadankan garisan, permukaan rata atau bulatan. Parameter
anggaran juga dipaparkan dan sisihan piawai anggaran ditentukan. Jika maklumat
priori bagi parameter boleh diterima, parameter dan sisihan piawai anggaran boleh
diguna oleh pengguna. Kemudian program melaksanakan pelarasan kuasa dua
49
terkecil. Program ini dibina menggunakan bahasa program C dan mempunyai 1240
garisan dan perlaksanaan program ini menggunakan 73500 bait.
2.7.5 ALERT
ALERT atau ‘A Fully Automated Real Time Monitoring System’ telah dibina
di Canadian Centre for Geodetic Engineering (CCGE), University of New
Brunswick. ALERT dibentuk sebagai sistem kawalan yang boleh dipasang pada
kawasan yang jauh tanpa memerlukan kawalan oleh tenaga kerja di lapangan
(Wilkins et al., 2003). Sebarang perubahan termasuk data cerapan dan keputusan
boleh
dilaksanakan
menggunakan
internet.
Iterative
weighted
similarity
transformation (IWST) diaplikasikan di dalam sistem ini bagi menghapuskan
sebarang selisih stesen rujukan yang tidak stabil. Jika bilangan stesen rujukan yang
stabil tidak mencukupi, GPS digunakan bagi memberikan kedudukan robotic total
station secara terus.
CCGE telah membina perisian yang boleh berhubung dengan instrumen
geodetik yang bersifat automasi seperti robotic total station. Oleh itu, sistem kawalan
automasi sepenuhnya dapat dilaksanakan. Robotic total station telah menjadi alat
pengukuran utama bagi sistem ini, kemudian ia digabungkan dengan sensor
meteorologi bagi menambahkan tahap kejituan sistem kawalan ini. Perisian yang
dibina membenarkan pemprosesan penentududukan secara automasi, mengenalpasti
stesen rujukan yang tidak stabil menggunakan IWST, penentuan dan persembahan
grafik ke atas sebarang perubahan atau pergerakan bagi titik yang dicerap
berdasarkan maklumat varian kovarians.
50
Sistem ini menggunakan sistem pengoperasian Microsoft Windows NT (NT
4.0, Windows 2000 dan Windows XP) bagi membantu operasi pada jarak yang jauh
menggunakan sistem hubungan local area network (LAN) dan internet. Proses
cerapan dan pemprosesan data adalah secara automasi bergantung kepada susunan
yang dibuat oleh pengguna, sistem ini juga mampu untuk mengatasi masalah
kehabisan tenaga tanpa perlu campur tangan pengguna. Keputusan yang diperoleh
adalah dalam bentuk koordinat yang disimpan di dalam pangkalan data projek. Utiliti
memplot membenarkan paparan bentuk perubahan dan analisis tren dengan segera.
Disebabkan pangkalan data berada di dalam format yang mudah dihubungkan,
pengguna boleh memanggil dan mendapatkan nilai koordinat menggunakan
Structured Query Language (SQL) dengan mudah
2.7.6 Axyz
Axyz merupakan perisian yang dikeluarkan oleh syarikat Leica bagi tujuan
kerja pengukuran industri. Merujuk kepada prosedur kerja ukur industri yang
pelbagai dan kompleks, maka perisian ini telah dibina dengan kemampuan untuk
berkomunikasi dengan lebih daripada satu alat cerapan (Leica, 2001c). Menurut
Leica (2006), perisian Axyz mempunyai sifat atau ciri-ciri seperti berikut:
1. Mampu untuk memproses data CAD dan pelbagai jenis data rujukan yang
lain;
2. Pemilihan jenis alat cerapan boleh dibuat sama ada menggunakan laser
tracker, teodolit elektronik atau robotic total station;
3. Kemampuan untuk melakukan proses pengurusan data dan analisis;
4. Mempunyai menu bantuan bagi tujuan kerja yang berulangan; dan
5. Menyediakan antaramuka yang membenarkan penulisan program dan
komunikasi dengan perisian lain.
51
Perisian Axyz telah dibina supaya dapat memenuhi semua aplikasi kerja ukur
industri. Menggunakan modul Axyz CDM (Core Data Module), hampir kesemua
jenis analisis geometri dan pemindahan koordinat dapat dilaksanakan (Leica, 2001c).
Rajah 2.25 memaparkan contoh analisis geometri yang boleh dilakukan
menggunakan perisian Axyz.
Rajah 2.25
Contoh elemen geometri yang boleh dihitung menggunakan perisian
Axyz (Leica, 2001c)
Pemindahan koordinat perlu apabila kerja yang dilakukan melibatkan
penggunaan lebih daripada satu sistem koordinat (rujuk Rajah 2.26). Bagi tujuan ini,
perisian Axyz telah menyediakan sistem pengurusan koordinat yang mudah, yang
mana semua koordinat disimpan di dalam pangkalan data dan kesemua maklumat
pengukuran boleh dipaparkan mengikut sistem koordinat yang diperlukan.
52
Rajah 2.26
Contoh penggunaan pelbagai sistem koordinat (Leica, 2001c)
Axyz CAD (Comparison and Visualization) pula merupakan modul tambahan
yang menyediakan analisis perbandingan melibatkan data format CAD (computeraided design) dengan data pengukuran. Selain itu, Axyz CAD juga boleh digunakan
bagi tujuan paparan. Kesemua jenis alat keluaran Leica bagi tujuan pengukuran
industri seperti laser tracker, total station dan teodolit. Bagi laser tracker, alat
cerapan ini boleh dikawal dengan menggunakan perisian Axyz modul LTM (Laser
Ttracker Module), modul STM (Single Theodolite Module) digunakan jika sistem
cerapan yang digunakan ialah sistem teodolit tunggal. Manakala modul MTM
(Multiple Theodolite module) pula berfungsi jika sistem cerapan yang digunakan
ialah sistem berbilang teodolit. Axyz PAM (Process Automation Module) berfungsi
untuk membantu melaksanakan proses cerapan dan analisis, yang mana modul ini
bertindak memberikan arahan kepada pengguna mengenai prosedur yang perlu
dilakukan bagi setiap kerja atau analisis yang dilaksanakan (rujuk Rajah 2.27).
53
Rajah 2.27
Paparan antaramuka modul Axyz PAM
2.7.7 DREAMS
DREAMS (Differential Real-time Monitoring) merupakan sistem pengawalan
deformasi secara masa hakiki yang menggunakan alat GPS sebagai sensor. Selain itu
DREAMS juga menggunakan kaedah DGPS (Differential Global Positioning
System) bagi penentuan kedudukan. Menggunakan kaedah DGPS, gangguan
berbilang alur merupakan masalah utama bagi pengukuran jarak dekat tetapi
DREAMS mempunyai kaedah pemprosesan signal yang khusus bagi mengatasi
masalah ini. Sistem ini juga membenarkan konfigurasi sepenuhnya dilakukan ke atas
perisian semasa proses cerapan sedang dilaksanakan. Aplikasi kerja yang boleh
dilaksanakan oleh DREAMS adalah melibatkan kerja pengawasan bagi jaringan
kawasan kerja yang kecil dan besar tetapi bergantung kepada kemampuan komputer
dan peralatan komunikasi yang digunakan (Hein & Riedl, 2003). Rajah 2.28
memaparkan prosedur pemprosesan data yang dilaksanakan oleh sistem DREAMS.
54
Rajah 2.28
Prosedur pemprosesan data sistem DREAMS (Hein & Riedl, 2003)
Merujuk Rajah 2.28, data dihantar oleh penerima GPS kepada modul IO
(input output) menggunakan kabel RS-232 atau antaramuka lain yang sesuai.
Kemudian data akan ditafsir dan disimpan di dalam memori dalaman. Seterusnya,
data tersebut dihantar kepada bahagian pemprosesan, yang mana bahagian ini
berfungsi untuk memproses data, menyelaraskan semua data diterima, navigasi dan
statistik. Maklumat yang telah siap diproses akan disimpan di dalam cakera keras.
Deformasi bagi struktur binaan manusia atau semulajadi boleh berlaku dalam
dua bentuk, sama ada pergerakan pada kadar yang perlahan atau laju. Oleh itu,
objektif pembinaan sistem DREAMS ialah untuk mengesan, mengukur dan
menggambarkan rupabentuk deformasi yang berlaku serta memberi amaran secara
automatik jika pergerakan sesuatu struktur yang diukur melebihi had yang
ditetapkan. Bagi tujuan membuktikan kemampuan sistem DREAMS, cerapan telah
55
dilaksanakan di jambatan Haseltal berhampiran dengan Wurzburg, Germany.
Dengan menggunakan 6 stesen penerima GPS yang dipasang pada jambatan Haseltal
(Rajah2.29) dan jaringan stesen kawalan, ujian yang dilakukan telah membuktikan
DREAMS sesuai digunakan bagi kerja ukur deformasi.
Rajah 2.29
Alat penerima GPS yang dipasang pada jambatan Haseltal (Hein &
Riedl, 2003)
2.7.8 Kajian Deformasi Terhadap Bangunan Tinggi Menggunakan RTK-GPS
Selaras dengan perkembangan teknologi, GPS telah menyediakan satu teknik
cerapan yang mampu untuk melakukan proses cerapan pada kadar yang banyak
(10Hz atau lebih) tanpa mengurangkan tahap kejituannya. Teknik Real Time
Kinematic (RTK) ini dianggap sebagai pilihan yang terbaik bagi melkukan kerja ukur
deformasi
kerana
kemampuannya
untuk
melaksanakan
kerja
pemprosesan
(mennghantar pembetulan koordinat) secara masa hakiki. Oleh itu, vektor anjakan
boleh dihitung bagi mengesan sebarang masalah yang berlaku pada struktur cerapan
(Wan Aziz et al., 2005). Rajah 2.30 memaparkan prosedur bagi teknik pengukuran
RTK-GPS.
56
Rajah 2.30
Teknik pengukuran RTK-GPS (Wan Aziz et al., 2005)
Merujuk Rajah 2.30, teknik ini memerlukan satu stesen yang diketahui
kedudukannya sebagai stesen kawalan (Base). Kemudian, alat penerima GPS akan
dipasang pada stesen kawalan bagi tujuan menentukan koordinat bagi stesen cerapan
(Rover). Koordinat bagi stesen cerapan akan diketahui secara masa hakiki melalui
pembetulan yang dihantar oleh stesen kawalan menggunakan gelombang radio.
Kejituan yang mampu dicapai dengan menggunakan teknik RTK-GPS adalah
disebabkan kemampuannya untuk menentukan ambiguiti gelombang pembawa
semasa Rover bergerak.
Bagi tujuan menguji kemampuan teknik pengukuran RTK-GPS bagi tujuan
kerja ukur deformasi, maka cerapan telah dilakukan di bangunan Sarawak Business
Tower di Stulang Laut, Johor Bahru, Malaysia (Rajah 2.31).
57
Rajah 2.31
Kedudukan bangunan Sarawak Business Tower (Wan Aziz et al.,
2005)
Cerapan telah dilakukan selama 3 hari dengan objektif bagi menentukan
tahap kestabilan bangunan tinggi dan juga untuk membuktikan kemampuan GPS di
dalam melakukan kerja ukur deformasi. Hasil ujian yang dilakukan menunjukkan
bahawa bangunan setinggi 30 tingkat itu adalah stabil dan RTK-GPS sesuai
digunakan untuk kerja ukur deformasi.
2.8
Rumusan
Di dalam kerja ukur industri, terdapat tiga jenis teknik pengukuran yang
boleh digunakan iaitu teknik konvensional, geodetik dan pengukuran berasaskan
visual. Kajian ini telah menggunakan teknik pengukuran geodetik berikutan
penggunaan alat robotic total station TCA2003 bagi melakukan kerja pengukuran.
Objektif utama kajian ini ialah bagi membina sebuah perisian yang mampu
memperoleh data dari alat robotic total station TCA2003. Oleh itu, pemahaman
mengenai konsep komunikasi data amat diperlukan. Terdapat tiga perkara yang perlu
diambilkira untuk memahami konsep komunikasi data iaitu jenis, mod dan protokol
penghantaran data. Bagi kajian ini jenis penghantaran data yang digunakan ialah
synchronous kerana setiap data dihantar di dalam bentuk blok atau kumpulan (Leica,
58
1999). Manakala mod penghantaran yang digunakan pula ialah half-duplex kerana
komunikasi yang dibenarkan ialah dua hala tetapi hanya satu arah sahaja bagi satu
masa. Protokol yang digunakan di dalam kajian ini ialah protokol GeoCOM iaitu
protokol yang dibina oleh syarikat Leica untuk kegunaan alat mereka seperti yang
digunakan oleh alat robotic total station TCA2003. Selain daripada tiga perkara di
atas, kaedah penghantaran data juga perlu diambilkira, sama ada menggunakan
kaedah penghantaran selari atau bersiri. Merujuk kepada buku penggunaan alat
robotic total station TCA2003 dan kajian literatur yang dibuat terhadap perisian
sedia ada (APSWin) didapati bahawa kaedah penghantaran yang sesuai digunakan
ialah penghantaran bersiri.
BAB 3
PROTOKOL GEOCOM
3.1
Pengenalan
Di dalam Seksyen 2.3 telah dibincangkan mengenai konsep komunikasi data.
Terdapat tiga perkara yang perlu diketahui untuk memahami konsep komunikasi data
iaitu jenis, mod dan protokol penghantaran data. Menyentuh mengenai protokol
penghantaran, terdapat pelbagai jenis protokol yang digunakan oleh syarikat
pengeluar bagi tujuan membenarkan komunikasi antara alat total station dengan
komputer. Kesemua jenis protokol ini dibina dalam format ASCII dan perbezaan
bagi setiap protokol adalah bergantung kepada fungsi dan struktur pengenalan setiap
arahan. Oleh itu, setiap alat yang dikeluarkan oleh pengeluar yang berbeza
mempunyai protokol penghantaran data yang berbeza. Sebagai contoh alat total
station keluaran TOPCON model GTS700 menggunakan protokol “X-ON, X-OFF”
(TOPCON, 1995), manakala alat total station keluaran Geodimeter model 500
menggunakan protokol yang dipanggil “Serial” (Geodimeter, 1995). Bagi kajian ini
yang menggunakan alat robotic total station TCA2003, terdapat dua protokol yang
boleh digunakan bagi tujuan komunikasi data iaitu Geo Serial Interface (GSI) dan
GeoCOM (McKenzie, 2002).
60
Perbezaan di antara kedua jenis bahasa ini ialah GSI adalah lebih mudah
untuk difahami, yang mana operasinya melibatkan empat arahan utama iaitu SET,
CONF, PUT dan GET bagi membenarkan fungsi instrumen dapat dikawal oleh
pengguna menggunakan komputer secara masa hakiki. Walaubagaimanapun,
protokol ini biasa digunakan bagi mendapatkan data dari instrumen selepas proses
cerapan dilaksanakan. Protokol GSI digunakan oleh kebanyakan alat Leica yang
menggunakan sistem TPS300, TPS700, TPS1000, TPS1100 dan DNA. GeoCOM
pula merupakan protokol yang boleh di guna bagi alat Leica yang menggunakan
sistem TPS1000 dan TPS1100. Protokol GeoCOM merupakan protokol yang
diperbaiki daripada GSI, oleh itu ia mempunyai lebih banyak senarai arahan yang
boleh dilaksanakan bagi tujuan pengawalan instrumen.
Arahan GSI dan GeoCOM boleh dihantar kepada instrumen dengan
menggunakan mana-mana bahasa program sama ada Visual C, Visual Basic dan lainlain yang membenarkan arahan dihantar kepada instrumen dari komputer. Berikut
merupakan arahan yang digunapakai bagi protokol GSI (Mueller, 1999):
1. SET (menetapkan parameter instrumen);
2. CONF (membaca parameter dalaman yang ditetapkan);
3. PUT (mengubah nilai antara alat); dan
4. GET (memperoleh data (pengukuran) dari instrumen).
Data yang dihantar menggunakan protokol GSI dilaksanakan secara
berturutan dalam blok dan diakhiri dengan arahan CR/LF (carriage return/line feed).
Setiap blok bermula dengan dua kod word index (WI) dan maklumat jenis data setiap
blok. Blok data ini pula terbahagi kepada dua jenis iaitu blok pengukuran dan blok
kod. Blok pengukuran mengandungi nombor titik dan maklumat pengukuran, ia
dibentuk bagi menyimpan maklumat pengukuran seperti triangulasi, terabas, butiran
dan takimetri. Blok kod pula dibentuk bagi menyimpan kod identiti, kod data proses
dan maklumat. Setiap blok mempunyai nombor blok sendiri dan ia dimulakan
dengan nombor 1 dan ditambah 1 setiap kali data baru disimpan. Terdapat dua jenis
format GSI iaitu GSI8 (Jadual 3.1) dan GSI16 (Jadual 3.2). GSI16 dibentuk
berikutan penggunaan data yang semakin besar berbanding 8 karakter bagi GSI8.
Berikut merupakan contoh GSI8 dan GSI16 (Mueller, 1999):
61
GSI8
[110001+0000A110...] 81..00+00005387 82..00-00000992
Jadual 3.1
Struktur blok data GSI8 (Mueller, 1999)
Nombor Karakter
Contoh
Penerangan
Karakter 1-2
11
Indeks perkataan (WI)
Karakter 3-6
0001
Maklumat mengenai data
Karakter 7
+
Tanda positif atau negatif
Karakter 8-15
0000A110
Data (8 digit)
Karakter 16
....
Ruang kosong
GSI16
[110001+000000000PNC0055...] 21. 002+0000000013384650
Jadual 3.2
Struktur blok data GSI16 (Mueller, 1999)
Nombor Karakter
Contoh
Penerangan
Karakter 1-2
11
Indeks perkataan (WI)
Karakter 3-6
0001
Maklumat mengenai data
Karakter 4
+
Tanda positif atau negatif
Karakter 8-23
000000000PNC0055
Data (16 digit)
Karakter 24
.....
Ruang kosong
Perlaksanaan GeoCOM adalah bagi membezakan antara protokol asas ASCII
dan fungsi tahap tinggi yang dikenali sebagai antaramuka. Menggunakan protokol
ini, terdapat beberapa fungsi dapat dilaksanakan yang di antaranya ialah (Leica,
1999):
AUT
Automasi, modul yang menyediakan fungsi bagi automatic target
recognition (ATR), penukaran penyilang dan penentududukan.
BAP
Aplikasi asas, fungsi yang memudahkan perolehan data pengukuran.
62
BMM
Mesin asas, fungsi bagi mengawal keluar dan masuk sesuatu fungsi.
COMF
Komunikasi, modul yang mengendalikan parameter asas komunikasi.
Kebanyakan fungsi ini berkait dengan penghantar dan penerima.
COM
Komunikasi, fungsi yang menghubungkan pengawalan TPS1000 dan
TPS1100. Fungsi ini berkait sama ada dari sudut penghantar dan
penerima.
CSV
Pusat
perkhidmatan,
memperoleh
dan
modul
menetapkan
yang
menyediakan
maklumat
fungsi
mengenai
bagi
instrumen
TPS1000 dan TPS1100.
CTL
Kawalan, modul ini mengandungi fungsi sistem kawalan.
EDM
Pengukur jarak elektronik, modul bagi pengukuran jarak.
MOT
Motor, bahagian yang di guna bagi mengawal pergerakan dan kadar
pergerakan instrumen.
SUP
Penyelia, fungsi bagi mengawal beberapa maklumat umum bagi
instrumen seperti penetapan tahap suhu terendah.
TMC
Pengukuran dan pengiraan teodolit, modul asas bagi perolehan data
pengukuran.
WIR
Pendaftaran indeks perkataan (WI), modul ini mengandungi fungsi
penyimpanan bahasa GSI.
Dengan memahami protokol GeoCOM, pengaturcara dapat membina
program bagi membenarkan komunikasi antara alat robotic total station TCA2003
dan komputer sehingga ke peringkat mengawal alat robotic total station TCA2003
secara keseluruhan seperti perisian APSWin (Seksyen 2.7.1) dan perisian DIMONS
(Seksyen 2.7.3). Walaubagaimanapun, kajian yang dilaksanakan ini hanya
melibatkan perolehan data masa hakiki sahaja, yang mana fungsi protokol GeoCOM
yang digunakan hanyalah BAP (aplikasi asas), TMC (pengukuran dan pengiraan
teodolit), EDM (pengukur jarak elektronik) dan COM (komunikasi). Rajah 3.1
memaparkan fungsi-fungsi yang terdapat di dalam protokol GeoCOM dan fungsifungsi yang ditandakan dengan warna merah merupakan fungsi protokol GeoCom
yang digunakan di dalam kajian ini.
63
Rajah 3.1
3.2
Fungsi-fungsi protokol GeoCOM (Leica, 1999)
Kepentingan Protokol GeoCOM
Seperti yang telah dinyatakan di dalam Seksyen 3.1, protokol GeoCOM amat
penting di dalam membenarkan proses komunikasi data antara alat robotic total
station TCA2003 dan komputer. Prinsip pembinaan program menggunakan protokol
GeoCOM boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu tahap rendah dan tahap tinggi
(Leica, 1999). Pembinaan program tahap rendah memerlukan pengaturcara
memahami konsep data ASCII yang digunakan oleh protokol GeoCOM bagi tujuan
komunikasi data. Oleh itu, kaedah pemotongan data atau data slicing perlu
digunakan seperti yang biasa digunakan di dalam proses komunikasi data yang
melibatkan penggunaan alat-alat seperti penerima GPS dan pemerum gema
(digunakan bagi mendapatkan kedalaman di dalam kerja hidrografi). Menggunakan
kaedah ini, pengaturcara perlu memilih data yang diperlukan kerana data ASCII yang
64
diterima daripada alat adalah banyak dan tidak kesemuanya boleh digunakan. Berikut
dipaparkan data yang diterima secara terus dari penerima GPS (Rajah 3.2) dan alat
robotic total station TCA2003 (Rajah 3.3) dalam bentuk ASCII:
Rajah 3.2
Rajah 3.3
Data ASCII dari penerima GPS
Data ASCII dari alat robotic total station TCA2003
65
Berdasarkan kepada Rajah 3.2 dan Rajah 3.3, dapat diperhatikan tandatanda merah yang mana ia menunjukkan bahagian data yang biasa digunakan oleh
pengguna. Bagi penerima GPS yang hanya digunakan untuk menerima data sahaja,
data ASCII yang digunakan adalah ringkas. Oleh itu, data yang diperlukan dapat
diperoleh pada sela beberapa garisan sahaja. Berbeza dengan alat robotic total
station TCA2003, data ASCII yang digunakan adalah lebih banyak berikutan fungsi
alat robotic total station TCA2003 itu sendiri yang memerlukan banyak maklumat
pengenalan bagi setiap data yang ingin diperoleh dari alat tersebut. Merujuk kepada
faktor di atas dan skop kajian yang hanya melibatkan proses perolehan data, maka
kajian ini telah memilih untuk menggunakan prinsip pembinaan perisian tahap tinggi
bagi tujuan komunikasi data (rujuk Seksyen 3.3). Pembinaan program tahap rendah
tidak digunakan di dalam kajian ini kerana ia memerlukan pengaturcara memahami
keseluruhan fungsi yang terdapat di dalam protokol GeoCOM, manakala kajian yang
dilakukan hanya menggunakan beberapa fungsi seperti yang dinyatakan pada
Seksyen 3.1.
3.3
Prinsip Operasi GeoCOM
Asasnya, GeoCOM dilaksanakan melalui sistem komunikasi dari satu titik ke
satu titik yang lain. Komunikasi ini melibatkan dua unit iaitu penghantar (RTS) dan
penerima (komputer) seperti yang dipaparkan pada Rajah 3.4. Satu komunikasi
mengandungi permintaan dan jawapan yang sesuai. Maka, komunikasi berlaku
apabila penerima menghantar permintaan dan penghantar menghantar jawapan
kepada penerima (Leica, 1999).
66
Penghantar
Rajah 3.4
Penerima
Proses komunikasi yang digunakan oleh protokol GeoCOM (Leica,
2001a)
Pembinaan protokol GeoCOM ini adalah berdasarkan SUN Microsystems’
Remote Procedure Call (RPC). Oleh kerana protokol ini menggunakan jenis
penghantaran data half-duplex, maka proses penghantaran maklumat yang sedang
dilaksanakan tidak boleh diganggu oleh proses penghantaran maklumat yang lain.
Oleh itu, sesebuah komunikasi mesti sempurna terlebih dahulu sebelum komunikasi
seterusnya dapat dilaksanakan. Sebagai contoh, semasa data sedang dihantar oleh
alat robotic total station TCA2003 ke komputer, cerapan jarak tidak boleh dilakukan
pada masa tersebut. Cerapan jarak hanya boleh dilakukan selepas proses pemindahan
data selesai dilaksanakan.
Seperti yang telah dibincangkan di dalam Seksyen 3.2, telah dinyatakan
bahawa prinsip pembinaan program menggunakan protokol GeoCOM boleh
dibahagikan kepada dua jenis iaitu tahap rendah dan tahap tinggi. Berikut
dibincangkan mengenai protokol GeoCOM tahap rendah (protokol ASCII) dan tahap
tinggi.
67
3.3.1 Protokol GeoCOM (Tahap Rendah)
Protokol GeoCOM tahap rendah dikenali juga sebagai protokol ASCII. Bagi
perlaksanaan protokol tahap rendah, setiap prosedur komunikasi yang melibatkan
proses pemindahan data antara instrumen diberi nombor pengenalan. Nombor ini
berfungsi untuk mengenalpasti setiap jenis arahan atau data yang dihantar atau
diterima oleh instrumen. Bagi tahap ini, GeoCOM menyediakan antaramuka ASCII,
yang membenarkan perlaksanaan aplikasi pada alat tanpa sokongan Microsoft
Windows (Leica, 1999).
Bagi melaksanakan komunikasi data, protokol susunan data perlu diketahui
terlebih dahulu sebelum maklumat tentang penggunaan protokol ASCII bagi
memanggil fungsi instrumen dihantar kepada penerima. Protokol ASCII ialah
protokol garisan, maka ia menggunakan penunjuk garisan bagi membezakan antara
permintaan dan jawapan. Berikut merupakan format susunan data bagi permintaan
dan jawapan yang digunakan oleh protokol GeoCOM tahap rendah (protokol
ASCII):
1. Susunan Data Bagi Permintaan ASCII
[<LF>]%R1Q,<RPC>[,<TrId>:[<P0>][,<P1>,…]<Term>
Item pilihan terletak di dalam kurungan [] dan kurungan segi tiga <> pula
mengandungi nama dan penerangan maklumat. Nama ini mempunyai
nilai pemboleh ubah yang bergantung kepada jenis dan maksud.
Kurungan segi tiga itu sendiri tidak termasuk sebagai data atau maklumat
yang dihantar kepada penerima. Karakter yang tidak mempunyai
kurungan merupakan sebahagian daripada protokol GeoCOM. Jadual 3.3
menunjukkan penerangan mengenai pemboleh ubah yang terdapat di
dalam susunan data bagi permintaan ASCII.
68
Jadual 3.3
Penerangan susunan data bagi permintaan ASCII (Leica, 1999)
Pemboleh ubah
Penerangan
<LF>
Garisan mula yang membersihkan ingatan penerima.
%R1Q
Permintaan GeoCOM jenis 1.
<RPC>
Nombor
pengenalan
Remote
Procedure
Call
yang
mempunyai nilai antara 0 hingga 65535.
<TrId>
ID pengurusan pilihan: biasanya ditambah dari 1 hingga 7.
Nilai jawapan adalah sama.
:
Pembahagi antara permulaan protokol dan parameter di
belakang.
<P0>,<P1>,….
Parameter 0, Parameter 1, ...
<Term>
Petunjuk berakhirnya komunikasi.
Berikut merupakan contoh data permintaan ASCII bagi tetapan pengguna
instrumen yang baru:
%R1Q,5005:”New Instrument Name”^m
2. Susunan Data Bagi Jawapan ASCII
%R1P,<GRC>[,<TrId>:<RC>[<P0>][,<P1>,…]<Term>
Sifatnya sama seperti susunan data bagi permintaan ASCII, bezanya cuma
ia digunakan untuk menerima jawapan. Jadual 3.4 menunjukkan
penerangan mengenai pemboleh ubah yang terdapat di dalam susunan
data bagi jawapan ASCII.
69
Jadual 3.4
Penerangan susunan data bagi jawapan ASCII (Leica, 1999)
Pemboleh ubah
Penerangan
%R1P
Jawapan GeoCOM jenis 1.
<GRC>
Kod kembali GeoCOM. Nilai ini menunjukkan tahap
kejayaan komunikasi. 0 = RC_OK bermaksud komunikasi
adalah berjaya.
<TrId>
ID
pengurusan-pengenalan
terhadap
permintaan.
Jika
permintaan tiada ID pengurusan maka nilainya ialah 0.
:
Pembahagi antara permulaan protokol dan parameter di
belakang.
<RC>
Kod yang diterima dari RPC yang menunjukkan komunikasi
berjaya jika nilainya 0.
<P0>,<P1>,….
Parameter 0, Parameter 1, ... (parameter hanya sah jika
<GRC> mempunyai nilai 0 (RC_OK)).
<Term>
Petunjuk berakhirnya komunikasi.
Berikut merupakan contoh data jawapan ASCII mengenai maklumat
masa:
%R1P,0,0:0,1996,’07’,’19’,’10’,’13’,’2f’^m
3.3.2 Protokol GeoCOM (Tahap Tinggi)
Pada tahap tinggi, protokol GeoCOM menyediakan antaramuka Microsoft
Visual C++ dan Microsoft Visual Basic bagi memanggil fungsi yang terdapat pada
alat
menggunakan
komputer.
Antaramuka
ini
membenarkan
pengaturcara
melaksanakan aplikasi ini secara terus kepada instrumen (Leica, 1999). Sebagai
contoh, jika pengaturcara mahu memperoleh data cerapan daripada alat robotic total
station, maka pengaturcara hanya perlu menulis kod program yang sesuai untuk
70
memanggil fungsi tersebut. Prosedur ini lebih mudah dan menjimatkan masa serta
memori komputer jika dibandingkan dengan kaedah protokol GeoCOM tahap rendah
yang memerlukan pemilihan dan pemotongan data dibuat satu persatu (Seksyen 3.2).
Kajian yang dilaksanakan ini telah memilih untuk menggunakan protokol
GeoCOM tahap tinggi bagi tujuan komunikasi data. Bagi tujuan membina kod
program, perisian Microsoft Visual Basic V6.0 telah digunakan berikutan
kemampuannya yang membenarkan komunikasi antara instrumen dan komputer.
Seperti yang telah dinyatakan sebelum ini, terdapat dua jenis antaramuka
yang telah disediakan oleh protokol GeoCOM iaitu Microsoft Visual C++ dan
Microsoft Visual Basic. Walaubagaimanapun, kajian ini telah menggunakan perisian
Microsoft Visual Basic V6.0 bagi tujuan pembinaan program kerana antaramuka
yang disediakan lebih menarik dan mudah digunakan. Oleh itu, penerangan yang
dibuat mengenai protokol GeoCOM tahap tinggi hanya melibatkan penggunaan
antaramuka Microsoft Visual Basic.
Pembinaan
program
menggunakan
Microsoft
Visual
Basic
adalah
berdasarkan kepada konsep dynamic link library (DLL). DLL ialah koleksi program
yang terdapat di dalam Microsoft Windows, yang boleh digunapakai oleh mana-mana
program lain yang sedang berfungsi. Program ini membenarkan program lain untuk
berkomunikasi dengan mana-mana peralatan seperti mesin pencetak dan pengimbas.
Berhubung dengan kajian ini, pihak Leica (pengeluar alat robotic total station
TCA2003 yang digunapakai untuk kajian) telah menyediakan DLL bagi
membenarkan komunikasi antara instrumen mereka dengan komputer. Bagi
membenarkan komunikasi data dilaksanakan, modul khas yang dikenali sebagai
stubs_p.bas perlu dimasukkan ke dalam projek. Modul khas ini mengandungi
kesemua nilai tetap, jenis data dan prototaip fungsi yang terdapat di dalam GeoCOM
(protokol instrumen). Asas aplikasi GeoCOM adalah seperti berikut (rujuk Rajah
3.5):
1. Kenal pasti GeoCOM;
2. Komunikasi data berjaya dilaksanakan;
3. Panggilan fungsi GeoCOM;
71
4. Mengakhiri proses komunikasi data; dan
5. Mengakhiri GeoCOM.
Kenal pasti
GeoCOM
Komunikasi data
berjaya dilaksanakan
Panggilan fungsi
GeoCOM
Mengakhiri proses
komunikasi data
Mengakhiri
GeoCOM
Rajah 3.5
Kod program bagi aplikasi GeoCOM (Leica, 1999)
Merujuk Rajah 3.5, dapat dilihat proses penulisan kod program bagi
menggunakan fungsi GeoCOM tahap tinggi bagi aplikasi asas GeoCOM. Bagi
aplikasi pertama iaitu kenalpasti GeoCOM, penulisan kod program dibuat bagi
memastikan tiada program GeoCOM lain yang sedang berfungsi. Selain itu, proses
tetapan parameter komunikasi bersiri (Seksyen 2.6.2) juga dilaksanakan semasa
72
aplikasi pertama ini. Aplikasi kedua pula berfungsi untuk memastikan komunikasi
berjaya dilakukan setelah proses mengenalpasti GeoCOM selesai dilakukan. Aplikasi
bagi panggilan fungsi GeoCOM digunakan untuk menghantar dan menerima arahan
daripada alat (robotic total station TCA2003). Sebagai contoh, jika cerapan jarak
mahu dilakukan, maka penulisan kod program perlu dilakukan pada aplikasi ketiga
ini (rujuk Seksyen 4.2.1). Setelah proses kerja selesai dilakukan, aplikasi keempat
berfungsi untuk mengakhiri proses komunikasi antara alat dan komputer. Bagi
mengakhiri penggunaan fungsi GeoCOM pula, maka aplikasi kelima digunakan.
3.4
Rumusan
Bab 3 membincangkan mengenai protokol GeoCOM yang digunakan di
dalam kajian ini bagi membina perisian yang membenarkan perolehan data masa
hakiki dari alat robotic total station TCA2003. Protokol GeoCOM boleh dibahagikan
kepada dua jenis iaitu tahap rendah dan tahap tinggi. Bagi protokol tahap rendah,
protokol GeoCOM menyediakan antaramuka ASCII. Manakala bagi tahap tinggi,
protokol GeoCOM menyediakan dua jenis antaramuka iaitu Microsoft Visual C++
dan Microsoft Visual Basic. Seperti yang telah dibincangkan pada Seksyen 3.2,
komunikasi data menggunakan protokol GeoCOM tahap rendah ini memerlukan
penggunaan memori yang lebih kerana terdapat banyak fungsi yang digunakan oleh
alat robotic total station TCA2003. Oleh itu, kajian telah memilih untuk
menggunakan protokol GeoCOM tahap tinggi yang hanya memerlukan pengaturcara
memahami modul-modul yang telah disediakan. Selain itu, penggunaan protokol
GeoCOM tahap tinggi juga lebih menjimatkan memori komputer kerana data yang
diterima hanyalah data yang diperlukan berbanding dengan penggunaan protokol
GeoCOM tahap rendah yang menerima kesemua data dari alat walaupun data
tersebut tidak diperlukan. Bagi protokol tahap tinggi, perbincangan hanya dibuat
mengenai penggunaan antaramuka Microsoft Visual Basic kerana kajian ini telah
menggunakan bahasa pengaturcaraan tersebut untuk membina perisian yang
membenarkan perolehan data masa hakiki dari alat robotic total station TCA2003.
BAB 4
METODOLOGI
4.1
Pengenalan
Metodologi merupakan prosedur penting di dalam perlaksanaan yang menjamin
kesempurnaan sesuatu kajian. Sebarang proses kajian yang dilaksanakan tanpa
metodologi yang teratur dan baik akan menyebabkan proses kerja tidak lancar. Kajian
yang dilaksanakan ini melibatkan pembinaan perisian bagi membenarkan perolehan data
masa hakiki daripada alat Leica model TCA2003 ke komputer, seterusnya menyusun
data cerapan tadi ke dalam format yang mudah untuk difahami dan dibaca oleh program
lain bagi tujuan analisis lanjutan. Perisian yang dibina ini dikenali sebagai RETIME,
singkatan daripada perkataan REal TIME.
Bagi memudahkan proses kerja dan pemahaman terhadap kajian yang
dilaksanakan, kajian literatur telah dibuat mengenai perisian yang telah dibina sebelum
ini. Di antaranya ialah APSWin atau Automatic Polar System for Windows (Lee, 2004),
Axyz (Leica, 2006), DIMONS atau Displacement Monitoring System (Lutes et al., 2001)
dan ‘Electronic Theodolite System’ (Bayly, 1991). Kesemua perisian yang dibina
merupakan satu sistem pakej bagi tujuan pemprosesan data masa hakiki dan
74
kebanyakannya menggunapakai alat teodolit, total station atau robotic total station
sebagai sensor bagi proses cerapan data. Walaubagaimanapun, terdapat juga sistem
seperti GeoMOS atau Geodetic Monitoring System (Sippel, 2001) yang membenarkan
pemprosesan data dari sensor lain seperti sensor meteorologi dan peralatan geoteknik.
Di dalam bab ini, perbincangan dibuat mengenai prosedur yang digunakan untuk
membangunkan perisian RETIME. Seterusnya metodologi yang digunakan untuk
membuat analisis terhadap perisian RETIME juga diterangkan. Analisis yang dilakukan
bertujuan untuk membuktikan kemampuan perisian RETIME untuk memperoleh data
yang sebenar seperti yang dipaparkan pada alat robotic total station TCA2003. Selain
itu, analisis yang dilakukan juga bertujuan untuk membuktikan bahawa perisian
RETIME mampu untuk memperoleh data daripada alat model TCA yang lain.
4.2
Metodologi Pembangunan Perisian
Seperti yang telah dibincangkan di dalam Seksyen 1.7, kajian yang dijalankan ini
melibatkan proses pembinaan perisian yang membenarkan perolehan data masa hakiki
dari alat robotic total station TCA2003. Bagi memudahkan proses kerja, pembinaan
perisian itu dipecahkan kepada tiga modul utama seperti berikut:
1. Modul pertama berfungsi untuk menerima data cerapan dari alat robotic total
station TCA2003 seperti sudut zenit, sudut ufuk dan jarak cerun;
2. Modul kedua pula berfungsi untuk melakukan proses hitungan terhadap data
cerapan bagi menghasilkan maklumat seperti jarak ufuk, beza tinggi dan
koordinat tiga dimensi (X, Y dan Z); dan
75
3. Modul ketiga dibina bagi memudahkan proses analisis pelarasan kuasa dua
terkecil dilaksanakan oleh perisian STAR*NET. Bagi tujuan tersebut, modul
ketiga berfungsi untuk menukarkan format data perisian RETIME kepada
format perisian STAR*NET. Perisian STAR*NET merupakan sebuah
perisian yang digunakan untuk melakukan analisis pelarasan kuasa dua
terkecil.
4.2.1
Komunikasi Data (Modul 1)
Di dalam Seksyen 2.3 telah diterangkan mengenai konsep komunikasi data,
manakala jenis, mod, protokol dan kaedah penghantaran yang digunakan di dalam kajian
telah dibincangkan di dalam Seksyen 2.8.
Kaedah penghantaran data merupakan perkara penting bagi memastikan
komunikasi data berlaku antara alat robotic total station TCA2003 dan komputer.
Seperti yang telah dinyatakan di dalam Seksyen 2.8, kaedah penghantaran data yang
digunakan bagi kajian ini ialah komunikasi bersiri. Menggunakan kaedah penghantaran
bersiri, terdapat beberapa parameter komunikasi yang perlu dikenalpasti iaitu nilai baud
rate, data bits, stop bits dan parity (Seksyen 2.6.2). Bagi alat robotic total station
TCA2003, nilai parameter komunikasinya adalah seperti yang dipaparkan pada Jadual
4.1 di bawah:
76
Jadual 4.1
Parameter Komunikasi Bersiri yang digunakan oleh alat robotic total
station TCA2003
Parameter Komunikasi Bersiri
( robotic total station TCA2003)
Nilai
Baud Rate
9600
Data Bits
8
Stop Bits
1
Parity
Tiada
Nilai parameter komunikasi bersiri ini boleh ditukar mengikut spesifikasi yang
diperlukan seperti yang telah diterangkan di Seksyen 2.6.2. Walaubagaimanapun, bagi
alat robotic total station TCA2003 ini, hanya nilai baud rate yang boleh ditukar,
manakala nilai parameter lain telah ditetapkan tanpa boleh diubah. Di dalam kajian ini,
terdapat empat nilai baud rate yang boleh digunakan iaitu 2400, 4800, 9600 dan 19200.
Selain daripada nilai parameter komunikasi bersiri, nilai port komunikasi juga
perlu ditetapkan. Port komunikasi ini berfungsi sebagai laluan kepada data yang
diterima. Oleh itu, jika penetapan nilai port komunikasi ini tidak selaras dengan nilai
yang digunakan oleh komputer, maka komunikasi data tidak dapat dilakukan. Sebagai
contoh, jika port komunikasi pada komputer menggunakan nilai 1 (com 1), maka nilai
komunikasi pada perisian juga perlu ditetapkan 1. Bagi perisian ini, nilai komunikasi ini
hanya ada empat sahaja iaitu com 1, com 2, com 3 dan com 4 tetapi lazimnya setiap
komputer mempunyai sehingga 256 port komunikasi. Oleh itu, terdapat komputer yang
dibeli mempunyai port komunikasi bernilai 8, 12, 32 dan bermacam lagi sehingga nilai
terbesar iaitu 256. Pada kebiasaannya, komunikasi yang dilaksanakan dengan peralatan
lain adalah menggunakan port komunikasi 1 hingga 4. Walaubagaimanapun, terdapat
juga nilai port komunikasi melebihi daripada nilai yang biasa digunakan seperti 8, 10
dan 100. Apabila ini berlaku, pengguna menganggap komputer tersebut tidak boleh
digunakan bagi tujuan komunikasi data. Sebenarnya nilai port komunikasi tersebut boleh
diubah mengikut keperluan pengguna. Lampiran A ada menerangkan mengenai
prosedur bagi menukarkan nilai port pada komputer.
77
Di dalam penulisan kod program, kedua perkara di atas (nilai baud rate dan port
komunikasi) perlu diambilkira. Sebarang kesilapan kecil yang dilakukan akan
menyebabkan komunikasi data tidak berjaya dilakukan. Penulisan kod program yang
biasa dibuat bagi komunikasi data memberikan data dalam format ASCII. Bagi kajian
ini, format ASCII tidak sesuai digunakan (rujuk Seksyen 3.2). Oleh itu, modul-modul
yang terdapat di dalam protokol GeoCOM bagi antaramuka Microsoft Visual Basic
perlu difahami terlebih dahulu. Di dalam Seksyen 3.3.2 telah dibincangkan mengenai
penulisan kod program bagi menggunakan protokol GeoCOM tahap tinggi.
Setelah komunikasi data berjaya dilakukan, masalah yang timbul ialah mengenai
prosedur untuk membuat cerapan jarak dari komputer dan seterusnya membaca data
yang diterima dari alat robotic total station TCA2003. Bagi prosedur untuk membuat
cerapan jarak dari komputer, antaramuka protokol GeoCOM telah digunakan di dalam
penulisan kod program. Manakala bagi proses membaca data, masalah utama ialah
apabila cerapan jarak dilakukan. Perkara ini berlaku kerana semasa proses cerapan jarak
dilakukan menggunakan robotic total station TCA2003, terdapat sela masa sebelum data
cerapan jarak diperoleh. Oleh itu, data yang dibaca oleh komputer merupakan data
sebelum proses cerapan dilakukan atau data cerapan sebelumnya. Bagi mengatasi
masalah ini, fungsi ‘Timer’ yang terdapat di dalam bahasa pengaturcaraan Microsoft
Visual Basic V6.0 telah digunakan. Rajah 4.1 memaparkan contoh penulisan kod
program bagi cerapan jarak menggunakan antaramuka protokol GeoCOM dan
penggunaan fungsi ‘Timer’ bagi membaca data selepas cerapan dilakukan.
78
Memulakan fungsi ‘Timer’ apabila
cerapan jarak dilakukan.
Fungsi yang
digunakan bagi
mencerap jarak
Arahan untuk mengakhiri
fungsi ‘Timer’ dan seterusnya
menulis bacaan cerapan
Arahan untuk mengawal masa
fungsi ‘Timer’ berakhir
Rajah 4.1
Kod program bagi cerapan jarak dan penggunaan fungsi ‘Timer’ bagi
membaca data selepas cerapan dilakukan
79
Modul komunikasi data ini merupakan modul yang paling penting kerana tanpa
modul ini, modul kedua dan ketiga tidak dapat berfungsi. Bagi memudahkan penerangan
mengenai konsep pembinaan program bagi modul pertama ini, Rajah 4.2 memaparkan
carta alir proses pembinaan modul komunikasi data.
Memahami konsep komunikasi data dan
penggunaan alat robotic total station TCA2003.
Memahami protokol
GeoCOM.
Protokol GeoCOM
tahap rendah (ASCII)
Protokol GeoCOM
tahap tinggi
Antaramuka Microsoft
Visual C++
Antaramuka Microsoft
Visual Basic
Pembinaan program bagi membenarkan komunikasi data antara
alat robotic total station TCA2003 dan komputer.
Membaca data cerapan dari alat
robotic total station TCA2003
Petunjuk:
Digunakan di dalam kajian
Tidak digunakan di dalam kajian
Rajah 4.2
Carta alir proses pembinaan program bagi modul komunikasi data
80
Merujuk Rajah 4.2, dapat diperhatikan bahawa sebelum pembinaan modul
komunikasi data ini dilakukan, terdapat beberapa perkara yang perlu dilaksanakan
terlebih dahulu. Perkara pertama ialah memahami konsep komunikasi data yang
digunakan oleh alat robotic total station TCA2003. Berikutan alat robotic total station
TCA2003 menggunakan protokol GeoCOM, maka pemahaman mengenai protokol ini
telah dibuat (Seksyen 3.3). Setelah memilih kategori protokol GeoCOM dan bahasa
pengaturcaraan yang sesuai, maka pembinaan program bagi modul komunikasi data
telah dilakukan. Bagi membina program ini, prosesnya telah dibahagikan kepada dua
peringkat iaitu bermula dengan membina program bagi tujuan memperoleh data dari alat
robotic total station TCA2003 dan seterusnya membaca data tersebut.
4.2.2
Hitungan (Modul 2)
Pembinaan program bagi komunikasi data menggunakan protokol GeoCOM
memberikan data sudut dalam unit radian dan data jarak dalam unit meter. Data mentah
yang diperoleh dari alat robotic total station TCA2003 ialah sudut ufuk, sudut zenit
dan nilai jarak cerun. Kebiasaannya, jurukur memerlukan data sudut dalam unit darjah,
minit dan saat, manakala jarak yang biasa digunakan ialah jarak ufuk. Oleh itu, beberapa
pengiraan diperlukan untuk menghasilkan data-data tersebut. Selain daripada data
tersebut, jurukur juga amat memerlukan data koordinat bagi memudahkan kerja-kerja
hitungan lanjutan dilaksanakan. Maka, modul kedua atau modul hitungan ini dibina bagi
tujuan menghasilkan data-data seperti sudut dalam unit darjah, minit dan saat, jarak ufuk
dan beza tinggi dalam unit meter dan seterusnya menghasilkan koordinat (X,Y,Z).
81
4.2.2.1 Penukaran Nilai Sudut Dari Unit Radian Kepada Unit Darjah, Minit Dan
Saat
Nilai sudut yang diperoleh dari alat robotic total station TCA2003 ialah dalam
unit radian, maka hitungan dibuat bagi menukarkan nilai tersebut kepada unit darjah,
minit dan saat. Perkara yang diperlukan bagi tujuan penukaran unit ini ialah nilai π (phi).
Merujuk Deitel & Deitel (1999), nilai phi adalah seperti berikut:
π ( pi ) = 4 × tan −1 (1) = 3.14159265358979
Bagi memastikan kejituan proses hitungan, maka pengisytiharan semua jenis
nombor bagi kajian ini telah dibuat dalam bentuk double. Data atau nombor yang
diisytiharkan sebagai double mempunyai sehingga empat belas titik perpuluhan seperti
yang digunakan oleh nilai pi di atas. Selain daripada double, pengisytiharan jenis single
juga boleh digunakan tetapi ia hanya memberikan maklumat sehingga enam titik
perpuluhan sahaja (Deitel & Deitel, 1999).
Bagi menukarkan nilai radian kepada darjah, formula berikut boleh digunakan
(Joyce, 2006):
⎛ 180 ⎞
1radian = ⎜
⎟ darjah
⎝ π ⎠
Setelah mendapat nilai darjah, maka hitungan bagi mendapatkan nilai minit dan
saat boleh dilakukan menggunakan arahan yang terdapat pada program seperti yang
dipaparkan di dalam Rajah 4.3.
82
Rajah 4.3
Kod program bagi menukarkan nilai sudut dalam unit darjah kepada unit
darjah, minit dan saat.
4.2.2.2 Pemindahan Ketinggian
Di dalam kerja ukur, nilai ketinggian adalah penting bagi menghasilkan
koordinat dalam bentuk 3 dimensi. Di dalam kerja ukur industri yang memerlukan
kejituan yang tinggi, sememangnya koordinat 3 dimensi amat perlu. Menggunakan nilai
sudut ufuk dan jarak ufuk, koordinat yang boleh diperoleh hanyalah X dan Y. Manakala
bagi mendapatkan nilai ketinggian stesen cerapan, selain daripada data sudut zenit dan
jarak ufuk atau jarak cerun, ia juga memerlukan maklumat ketinggian stesen diduduki.
Berdasarkan maklumat-maklumat tersebut barulah proses pemindahan ketinggian dapat
dilaksanakan. Berikut merupakan prosedur hitungan bagi pemindahan ketinggian:
1. Dapatkan maklumat aras laras stesen yang diduduki (hA).
2. Ukur ketinggian alat bagi stesyen yang diduduki (hi) dan ketinggian alat bagi
stesen yang di cerap (r).
3. Seterusnya lakukan cerapan pada stesen B. Lazimnya bagi alat total station
atau robotic total station, hitungan pemindahan ketinggian dilakukan oleh
83
alat tersebut. Tetapi bagi tujuan komunikasi data menggunakan protokol
GeoCOM, data mentah yang diperoleh hanyalah sudut ufuk, sudut zenit dan
jarak cerun. Oleh itu, bagi tujuan pemindahan ketinggian, hitungan perlu
dilaksanakan berdasarkan data mentah yang diperoleh. Data cerapan yang
diperlukan bagi proses pemindahan ketinggian ialah sudut zenit dan jarak
cerun, yang mana berdasarkan maklumat tersebut, beza tinggi (V) antara dua
alat (C dan D) dapat dihitung. Rajah 4.4 memaparkan prosedur bagi
mendapatkan nilai beza tinggi antara alat C dan D.
Rajah 4.4
Hitungan bagi mendapatkan nilai beza tinggi
Maksud bagi setiap simbol yang terdapat di dalam Rajah 4.4 ialah:
i.
hi ialah ketinggian stesen yang diduduki (A);
ii.
hA ialah aras laras bagi stesen A;
84
iii.
z ialah sudut zenit;
iv.
α ialah sudut pugak;
v.
S ialah jarak cerun;
vi.
H ialah jarak ufuk;
vii.
r ialah ketinggian stesen cerapan (B);
viii.
hB ialah aras laras stesen B;
ix.
V ialah beza tinggi antara alat; dan
x.
∆ elev ialah beza tinggi antara stesen A dan stesen B.
Berdasarkan Rajah 4.4, nilai V dapat dihitung menggunakan persamaanpersamaan seperti berikut (Wolf & Ghilani, 2002):
Bagi penyilang kiri, nilai z ialah:
z=z
(4.1)
Bagi penyilang kanan, nilai z ialah:
z = 360° – z
(4.2)
Maka, persamaan V ialah:
V = S × kos( z )
(4.3)
Nilai sudut pugak (α) boleh dihitung dari nilai zenit (z) seperti berikut:
Bagi penyilang kiri.
α = 90° - z
(4.4)
Bagi penyilang kanan.
α = z - 270°
(4.5)
85
Menggunakan data jarak cerun dan sudut pugak , persamaan V menjadi
seperti berikut:
V = S × sin(α)
(4.6)
Jika nilai jarak ufuk AB diperoleh, maka nilai V boleh dihitung menggunakan
persamaan berikut:
V = H × kot( z )
(4.7)
atau
V = H × tan(α)
(4.8)
4. Setelah nilai V diperoleh, maka beza tinggi antara titik A dan B (∆elev) boleh
dihitung seperti berikut (Wolf & Ghilani, 2002):
Jika nilai V adalah positif (seperti Rajah 4.4), maka
∆elev = hi + V − r
(4.9)
Jika nilai V adalah negatif (bagi cerun yang menurun), maka
∆elev = hi − V − r
(4.10)
Seterusnya, hitungan bagi mendapatkan nilai ketinggian bagi titik B dari aras
rujukan (hA) adalah seperti berikut:
hB = hA + ∆elev
(4.11)
86
Bagi perisian RETIME, data yang perlu dimasukkan bagi mendapatkan aras laras
stesen cerapan selain daripada data cerapan ialah maklumat aras laras dan ketinggian
stesen diduduki serta ketinggian stesen cerapan. Daripada cerapan yang dilakukan,
maklumat yang akan diperoleh ialah sudut ufuk, zenit dan jarak cerun. Oleh itu, dengan
menggunakan data-data tersebut, maka aras laras bagi stesen cerapan akan dapat
dihitung.
4.2.2.3 Koordinat
Koordinat digunakan bagi menentukan kedudukan sesuatu titik dan ia merupakan
maklumat yang amat penting di dalam kerja ukur. Selain daripada mengetahui
kedudukan, koordinat juga boleh digunakan untuk mengetahui sama ada sesuatu titik itu
berganjak atau tidak. Maklumat koordinat adalah amat penting bagi memudahkan kerjakerja analisis lanjutan. Bagi menghasilkan nilai X dan Y, data cerapan yang diperlukan
ialah sudut ufuk atau bering (θ) dan jarak ufuk (H), yang mana maklumat ini digunakan
bagi menghasilkan nilai beza koordinat (latit dan dipat). Nilai beza koordinat ini
kemudiannya di tambah kepada nilai koordinat titik stesen bagi mendapatkan nilai
koordinat titik cerapan. Rajah 4.5 dan persamaan berikut memaparkan prosedur
pemindahan koordinat dari titik A ke titik B.
87
dipat
latit
Rajah 4.5
H
Prosedur pemindahan koordinat X dan Y
Persamaan yang di guna untuk memindahkan koordinat dari titik A ke titik B (Wolf &
Ghilani, 2002):
XB = XA + H kos(θ)
YB = YA + H sin(θ)
Di mana,
(XA,YA) = Koordinat bagi titik A
(XB,YB) = Koordinat bagi titik B
H kos(θ) = Latit
H sin(θ) = Dipat
(4.12)
88
Sukuan-sukuan yang dipaparkan di dalam Rajah 4.5 di atas menunjukkan sama
ada beza koordinat bagi paksi X ( ∆X = L sin(θ ) ) atau beza koordinat bagi paksi Y
( ∆Y = Lkos (θ ) ) mempunyai nilai positif (+) atau negatif (-). Jadual 4.2 memaparkan
secara terperinci mengenai nilai sudut bagi setiap sukuan yang mempengaruhi nilai beza
koordinat, ∆X dan ∆Y.
Nilai beza koordinat bagi setiap sukuan (Wolf & Ghilani, 2002).
Jadual 4.2
Sudut ufuk
∆X
∆Y
0° − 90°
+
+
Kedua
90° − 180°
+
-
Ketiga
180° − 270°
-
-
Keempat
270° − 360°
-
+
Sukuan
Pertama
Berdasarkan Rajah 4.5, maklumat koordinat yang diperoleh hanyalah X dan Y,
manakala maklumat ketinggian (Z) pula dapat dihasilkan seperti yang telah dijelaskan
pada Seksyen 4.2.2.2. Secara keseluruhan, modul hitungan berfungsi seperti yang
dipaparkan di dalam Rajah 4.6 di bawah.
Data mentah dari alat robotic total station TCA2003
(sudut zenit, sudut ufuk dan jarak cerun)
Ketinggian
Jarak ufuk
Modul Hitungan
Beza tinggi
Beza koordinat
Koordinat 3 dimensi (X, Y dan Z)
Rajah 4.6
Proses hitungan yang dilakukan oleh modul kedua
89
Merujuk Rajah 4.6, modul hitungan berfungsi untuk menghasilkan koordinat
tiga dimensi iaitu paksi X dan Y serta ketinggian, Z. Hitungan ini dilakukan terhadap
data mentah yang diperoleh dari alat robotic total station TCA2003 iaitu sudut zenit dan
sudut ufuk dalam unit radian serta jarak cerun dalam unit meter. Selain daripada data
cerapan, terdapat beberapa data yang diperlukan sebelum proses pemindahan koordinat
dapat dilaksanakan. Antara data yang diperlukan ialah koordinat (X,Y,Z) dan ketinggian
bagi stesen diduduki serta ketinggian stesen cerapan. Menggunakan nilai tersebut dan
data cerapan yang diperoleh, maka nilai koordinat (X,Y,Z) bagi stesen cerapan dapat
dihasilkan.
4.2.3
Penukaran Format (Modul 3)
Di dalam bidang ukur, tujuan utamanya adalah bagi menentukan kedudukan
suatu titik atau stesen dalam bentuk koordinat, sama ada 2 dimensi (X,Y) mahupun 3
dimensi (X,Y,Z). Merujuk Seksyen 4.2.2.3, dapat diketahui bagaimana nilai koordinat
dapat dihasilkan. Terdapat beberapa cerapan perlu dilakukan bagi menghasilkan nilai
koordinat, antaranya ialah sudut ufuk, jarak ufuk dan ketinggian. Walaubagaimanapun,
di dalam melakukan proses cerapan, data yang di cerap biasanya mempunyai selisih atau
ralat. Selisih dan ralat ini boleh dibahagikan kepada 3 jenis seperti berikut (Abdul Wahid
& Halim, 1997):
1. Selisih kasar biasanya berpunca daripada kesilapan pencerap yang tidak
mahir atau lalai, sebagai contoh angka dicatat salah dan sasaran pada titik
yang salah. Ia boleh diatasi dengan melakukan cerapan berulang kali dan
memastikan tiada bacaan atau cerapan yang tidak selaras;
90
2. Selisih sistematik berlaku mengikut urutan yang tetap. Biasanya berlaku
disebabkan oleh ketidaksempurnaan dalam pembinaan alat atau alat tidak
dikalibrasi; dan
3. Selisih rawak merupakan selisih yang tidak dapat disingkirkan daripada
cerapan berbanding selisih kasar dan selisih sistematik. Walaubagaimanapun,
selisih ini mempunyai nilai yang kecil dan mematuhi taburan normal, yang
mana nilai positif dan negatif berlaku dalam kebarangkalian yang sama, ralat
yang kecil mempunyai kebarangkalian yang lebih untuk berlaku berbanding
ralat besar dan ralat besar mempunyai had yang tertentu.
Bagi kajian ini yang melibatkan proses perolehan data masa hakiki, selisih yang
dapat diatasi ialah selisih kasar. Selisih tersebut boleh dielakkan dengan membuat
semakan terhadap data yang diterima dari alat berdasarkan paparan Data Screening dan
Data Checking (rujuk Seksyen 5.5). Oleh itu, sebarang data yang mempunyai selisih
kasar dapat dikesan semasa proses cerapan dilakukan di lapangan dan ditapis terlebih
dahulu sebelum dilaksanakan analisis lanjutan.
Menggunakan perisian yang dibina, selisih kasar dapat dikenalpasti tetapi selisih
rawak adalah sebaliknya. Oleh itu, kaedah statistik diperlukan untuk menganalisa dan
mengagihkan selisih rawak secara logik. Analisis adalah penting untuk memastikan
mutu hasil cerapan dan kerja hitungan yang dilaksanakan masih berada di dalam
lingkungan had dan spesifikasi yang ditetapkan.
Bagi membenarkan analisis dapat dilaksanakan ke atas data cerapan, maka
cerapan berlebihan perlu dilakukan. Membuat cerapan berlebihan adalah suatu prosedur
yang lazimnya dilakukan untuk membuat semakan ke atas data cerapan. Daripada
beberapa set data cerapan, analisis dilakukan bagi menghasilkan satu penyelesaian unik
(satu set jawapan tunggal dari semua cerapan). Bagi mendapatkan penyelesaian yang
unik atau tunggal, maka proses pelarasan kuasa dua terkecil (PKDT) perlu dilakukan ke
atas set-set data cerapan. Proses pelarasan kuasa dua terkecil mengagihkan selisih yang
berlaku pada cerapan secara adil melalui konsep perambatan selisih. Ia merupakan
91
teknik penyepadanan antara data cerapan dengan model matematik yang dipilih bagi
menggambarkan data cerapan tersebut. Secara umumnya, terdapat empat faktor utama
yang menyebabkan proses pelarasan perlu dilakukan ke atas set-set data cerapan
(Kamaluddin & Abd. Majid, 1999):
1. Cerapan dilakukan secara berlebihan;
2. Cerapan yang berlebihan lazimnya mempunyai unsur yang tidak selaras
(selisih rawak);
3. Keseluruhan set cerapan mengandungi beberapa subset cerapan yang
memadai untuk mendapatkan jawapan; dan
4. PKDT
diperlukan
untuk
menghasilkan
penyelesaian
tunggal
dan
mengagihkan selisih rawak dalam data cerapan secara adil.
PKDT merupakan analisis yang perlu dilakukan ke atas data cerapan bagi
memastikan
sama
ada
data
tersebut
boleh
diterima
atau
sebaliknya.
Walaubagaimanapun, kajian ini tidak menyediakan modul untuk melakukan analisis
PKDT. Sebagai langkah untuk membenarkan kerja analisis PKDT dapat dilaksanakan,
modul ketiga ini telah dibina. Modul ketiga ini berfungsi sebagai pengantara di antara
perisian RETIME dan perisian STAR*NET. Perisian STAR*NET merupakan perisian
komersial yang digunakan untuk melaksanakan proses analisis PKDT dan data yang
diproses oleh perisian ini perlu disusun mengikut format yang telah ditetapkan. Rajah
4.7 memaparkan format susunan data perisian STAR*NET yang digunakan di dalam
kajian ini.
92
(a)
(b)
Rajah 4.7
(a) Format susunan STAR*NET yang memerlukan data jarak cerun dan
sudut zenit
(b) Format susunan STAR*NET yang memerlukan data jarak ufuk dan
beza tinggi (Starnet, 2001)
Simbol-simbol yang terdapat pada Rajah 4.7 merupakan kod dan maklumat
cerapan yang perlu disusun di dalam format STAR*NET. Berikut merupakan maksud
bagi setiap simbol yang terdapat di dalam Rajah 4.7:
1. ‘BM’ ialah kod cerapan yang digunakan;
2.
‘From’ ialah nombor stesen yang diduduki;
3. ‘To’ ialah nombor stesen sasaran;
4. ‘Bearing’ ialah cerapan bering atau sudut ufuk;
5. ‘Slope Dist’ ialah jarak cerun;
6. ‘Zenith’ ialah sudut zenit;
7. ‘Horiz Dist’ ialah jarak ufuk;
8. ‘Elev Diff’ ialah beza tinggi;
9. ‘Std Errs’ ialah selisih piawai bagi setiap cerapan;
10. ‘HI’ ialah tinggi alat di stesen yang diduduki; dan
11. ‘HT’ ialah tinggi alat di stesen sasaran.
93
Untuk melakukan analisis PKDT menggunakan perisian STAR*NET, data dari
perisian RETIME perlu ditukarkan dahulu formatnya kepada format perisian
STAR*NET. Bagi tujuan tersebut, modul ketiga ini telah dibina bagi memudahkan
kerja-kerja penukaran format susunan data dilakukan dan seterusnya membenarkan
analisis PKDT dilaksanakan menggunakan perisian STAR*NET.
4.2.3.1 Analisis Pelarasan Kuasa Dua Terkecil
Analisis PKDT boleh dilaksanakan menggunakan beberapa kaedah, antaranya
adalah seperti berikut (Kamaluddin & Abd. Majid, 1999):
1. Kaedah persamaan cerapan.
i.
Model linear.
ii.
Model tidak linear.
2. Kaedah persamaan syarat.
i.
Model linear.
ii.
Model tidak linear.
3. Kaedah gabungan.
Bagi kajian ini, data yang digunakan untuk tujuan analisis PKDT ialah sudut
ufuk, jarak ufuk dan ketinggian, maka kaedah persamaan cerapan model tidak linear
digunakan. Berikut adalah prosedur hitungan yang digunakan bagi tujuan pelarasan
kuasa dua terkecil bagi kaedah persamaan cerapan model tidak linear (Abdul Wahid &
Halim, 1997).
94
1. Terbitkan model matematik La = F ( X a ) ;
2. Tentukan nilai hampiran parameter, X 0 dan matriks pemberat P;
3. Tuliskan persamaan cerapan V = AXˆ + L ;
4. Hitung matriks A =
∂F
∂X a
;
X a =X 0
5. Hitung vektor L = F ( X 0 ) − Lb ;
6. Terbitkan persamaan normal dan selesaikan Xˆ = −( AT PA) −1 AT PL ;
7. Hitung parameter Xˆ a = X 0 + Xˆ ;
8. Hitung reja V = AXˆ + L ;
9. Hitung nilai cerapan terlaras Lˆa = Lb + V ;
10. Hitung V T PV ;
11. Hitung nilai Varians A Posteriori σˆ 02 =
V T PV
;
n−u
12. Matriks varians-kovarians untuk parameter terlaras,
13. Matriks
∑
Lˆa
varians-kovarians
untuk
= σ 02 ( AT PA)−1 AT ; dan
14. Matriks varians-kovarians untuk reja,
∑
V
= σ 02 ⎡⎣ P −1 − A( AT PA) −1 AT ⎤⎦ = ∑ Lb − ∑ La .
nilai
∑
Xˆ a
= σ 02 ( AT PA) −1 ;
cerapan
terlaras,
95
Seperti yang telah dinyatakan sebelum ini, analisis PKDT dilaksanakan
menggunakan perisian STAR*NET, yang mana perisian ini merupakan perisian
komersial yang digunakan bagi tujuan melaksanakan analisis pelarasan. Di dalam
perisian STAR*NET terdapat satu fungsi bagi menguji dan menilai hasil pelarasan kuasa
dua terkecil yang dilakukan iaitu ujian khi-kuasa dua ( χ 2 ) yang dilakukan terhadap
faktor varians a posteriori ( σˆ 02 ). Jika ujian ini berjaya atau lulus, maka hasil pelarasan
diterima sebagai betul pada suatu nilai keertian. Biasanya nilai keertian diambil sebagai
lima peratus (0.05) yang memberikan maksud bahawa terdapat kemungkinan lima
peratus yang pelarasan tersebut ditolak walaupun ia betul (Ranjit, 1999).
Ujian khi-kuasa dua digunakan untuk menguji kesesuaian nilai varians a priori
( σ 02 ) dan varians a posteriori ( σˆ 02 ) pada suatu tahap keertian ( α ) yang dipilih.
Lazimnya ujian khi-kuasa dua dilakukan menggunakan ujian dua hujung yang
mempunyai asas hipotesis seperti berikut:
H 0 : σˆ 02 = σ 02
dan
H a : σˆ 02 ≠ σ 02
(4.13)
Ujian khi-kuasa dua boleh dilaksanakan dengan menggunakan persamaan berikut (Wolf
& Ghilani, 1997):
χ
2
r .α 2
>
rσˆ 02
σ
2
0
> χ r2.1−α 2
(4.14)
Di mana nilai r ialah darjah kebebasan.
H 0 diterima dan ujian pelarasan adalah lulus pada suatu tahap keertian yang
dipilih jika σ 02 berada dalam sela persamaan (4.14). Maka anggapan boleh dibuat
bahawa data cerapan yang digunakan adalah betul dan tidak terdapat selisih kasar yang
besar dalam cerapan.
96
4.2.3.2 Prosedur Penukaran Format Data
Perisian RETIME mempunyai format susunan data yang berbeza dengan perisian
STAR*NET. Format susunan data bagi perisian RETIME adalah lebih panjang
berbanding perisian STAR*NET. Ini berlaku berikutan fungsi perisian RETIME itu
sendiri yang digunakan untuk memperoleh data dari alat robotic total station TCA2003.
Oleh itu, kesemua jenis data yang di cerap dan dihitung akan disimpan. Rajah 4.8
memaparkan format susunan data yang digunakan oleh perisian RETIME.
Rajah 4.8
Format susunan data perisian RETIME
Merujuk Rajah 4.7, format data perisian STAR*NET terbahagi kepada dua
jenis. Oleh itu, semasa proses penukaran format data dari perisian RETIME kepada
STAR*NET, pemilihan perlu dibuat bergantung kepada jenis data yang digunakan.
Kemudian program penukaran format akan menukarkan format data tersebut bergantung
kepada jenis format data STAR*NET yang dipilih. Rajah 4.9 memaparkan prosedur
penukaran format yang digunakan oleh modul ketiga ini. Contoh bagi data sebelum dan
selepas proses penukaran format telah dipaparkan pada Rajah 4.11 di dalam Seksyen
4.2.4.
97
Data dari perisian RETIME
Pemilihan jenis format data
perisian STAR*NET
Program penukaran format
(modul ketiga)
(a) Format susunan STAR*NET yang memerlukan data jarak cerun dan zenit
(b) Format susunan STAR*NET yang memerlukan data jarak ufuk dan beza tinggi
Petunjuk:
Data yang digunakan oleh format STAR*NET (a)
Data yang digunakan oleh format STAR*NET (b)
Data yang digunakan oleh kedua-dua format
Rajah 4.9
Prosedur penukaran format yang digunakan oleh modul ketiga
Merujuk Rajah 4.9, dapat diperhatikan garisan merah menunjukkan data yang
digunakan oleh format perisian STAR*NET (a), manakala garisan kuning bagi format
perisian STAR*NET (b). Garisan biru pula merupakan data yang digunakan oleh keduadua format. Setelah data ini ditukarkan formatnya, maka proses analisis PKDT boleh
dilaksanakan menggunakan perisian STAR*NET. Rujuk Lampiran B untuk mengetahui
prosedur penggunaan perisian STAR*NET.
98
4.2.4
Perisian RETIME
Seperti yang telah dinyatakan, perkataan RETIME merupakan singkatan kepada
REal TIME yang bermaksud masa hakiki. Nama ini digunakan berikutan kemampuan
perisian tersebut yang mampu untuk memperoleh data dari alat robotic total station
TCA2003 secara masa hakiki. Perisian RETIME terdiri daripada tiga modul utama iaitu
komunikasi, hitungan dan penukaran format (sila rujuk Lampiran C untuk mengetahui
prosedur penggunaan perisian RETIME). Sebelum ini, perbincangan telah dibuat
mengenai prosedur pembinaan modul-modul tersebut. Kini, perbincangan lebih
tertumpu kepada prosedur menggabungkan modul-modul tersebut bagi membentuk
perisian RETIME.
Dengan merujuk Rajah 4.10, carta alir tersebut menunjukkan bahawa proses
yang dilakukan oleh perisian RETIME boleh dibahagikan kepada dua bahagian seperti
berikut:
1. Proses kerja yang dilakukan pada masa cerapan dilakukan; dan
2. Proses kerja selepas cerapan dilakukan.
99
Komunikasi data antara alat robotic total
station TCA2003 dan komputer
(modul pertama)
Memperoleh data cerapan dari alat
robotic total staion TCA2003
(modul pertama)
Melakukan proses hitungan bagi
mendapatkan maklumat koordinat
tiga dimensi (X,Y,Z)
(modul kedua)
Membaca dan seterusnya menyimpan data cerapan
(modul pertama)
Menukarkan format susunan data perisian RETIME
kepada format perisian STAR*NET
(modul ketiga)
Melaksanakan proses analisis PKDT
menggunakan perisian STAR*NET dan
seterusnya mendapat data yang terlaras
Petunjuk:
Proses kerja yang dilakukan secara masa hakiki
Proses kerja yang dilakukan selepas cerapan selesai dilakukan
Rajah 4.10
Proses kerja perisian RETIME
100
Merujuk Rajah 4.10, bagi proses kerja yang pertama, kerja-kerja yang dilakukan
oleh perisian RETIME ialah melaksanakan komunikasi antara alat robotic total station
TCA2003 dengan komputer, memperoleh data dari alat tersebut, melakukan proses
hitungan bagi mendapatkan koordinat tiga dimensi dan seterusnya menyimpan data
tersebut ke dalam fail yang dibina. Sesuai dengan objektif kajian ini, kesemua proses
tersebut dilakukan secara masa hakiki dan proses ini merupakan gabungan program
modul pertama dan kedua.
Proses kerja kedua pula merupakan pilihan yang berfungsi untuk memudahkan
proses analisis PKDT dilakukan sama ada di lapangan ataupun di pejabat. Proses ini
digunakan untuk menukarkan format susunan data perisian RETIME kepada format
perisian STAR*NET (modul ketiga) bagi tujuan memudahkan analisis PKDT dapat
dilaksanakan oleh perisian STAR*NET.
Hubungkait bagi setiap modul yang terdapat di dalam perisian RETIME boleh
disimpulkan melalui data-data yang dihasilkan bagi setiap modul. Berikut dipaparkan
maklumat data yang dimasukkan dan hasilnya bagi setiap modul yang terdapat di dalam
perisian RETIME (Rajah 4.11).
101
102
Merujuk Rajah 4.11, maklumat yang diberikan oleh modul komunikasi data
ialah data mentah dalam unit radian bagi sudut dan meter bagi jarak. Kemudian data
mentah ini akan digunakan oleh modul kedua untuk menghasilkan maklumat atau data
lain sehingga terhasilnya koordinat tiga dimensi (X, Y, Z). Manakala modul ketiga iaitu
penukaran format berfungsi untuk menukar format susunan data dari perisian RETIME
kepada perisian STAR*NET bagi tujuan menghasilkan data cerapan yang terlaras. Bagi
tujuan penukaran format, pemilihan boleh dibuat sama ada mahu menggunakan data
jarak cerun dan zenit atau data jarak ufuk dan beza tinggi. Sila rujuk Lampiran D untuk
melihat contoh hasil data bagi setiap modul perisian RETIME.
4.3
Metodologi Analisis Perbandingan
Analisis berfungsi untuk menguji sama ada kajian yang dilakukan mengikut
spesifikasi yang telah ditetapkan atau sebaliknya. Kajian akan dianggap betul jika
analisis yang dilakukan berjaya. Bagi kajian ini, analisis digunakan untuk menguji sama
ada data yang diterima oleh perisian RETIME dari alat robotic total station TCA2003
adalah betul atau sebaliknya. Selain itu, analisis juga digunakan bagi membuktikan
kemampuan perisian RETIME untuk menerima data dari alat yang menggunakan sistem
TPS1000 yang lain. Terdapat lima jenis analisis perbandingan yang telah dilakukan
seperti berikut:
1. Perbandingan data cerapan RETIME dan APSWin V1.42;
2. Perbandingan data cerapan dan terlaras;
3. Perbandingan data dari perisian hitungan;
4. Perbandingan data cerapan kesasaran dinamik; dan
5. Perbandingan data cerapan TCA1102 dan TCA1103.
103
4.3.1 Perbandingan Data Cerapan RETIME dan APSWin V1.42
Analisis ini melibatkan perbandingan data yang dicerap menggunakan alat
robotic total station TCA2003, perisian APSWin V1.42 (rujukan penggunaan perisian
terdapat pada Lampiran E) dan perisian RETIME. Bagi melaksanakan analisis ini,
cerapan telah dilakukan di hadapan blok C04, Fakulti kejuruteraan dan Sains
Geoinformasi, yang mana ia melibatkan 7 stesen dengan 1 stesen diduduki dan 6 stesen
cerapan. Rajah 4.12 memaparkan jaringan cerapan yang dilakukan.
Rajah 4.12
Stesen-stesen yang terlibat semasa proses cerapan dilakukan bagi analisis
perbandingan data cerapan RETIME dan APSWin V1.42 (tanpa skala)
104
Dengan menganggap data yang dipaparkan pada alat robotic total station
TCA2003 dan data yang diterima oleh perisian APSWin V1.42 sebagai boleh
dipercayai. Maka, data yang diterima oleh perisian RETIME telah dibandingkan dengan
data yang dipaparkan pada alat robotic total station TCA2003 dan juga data yang
diterima oleh perisian APSWin V1.42. Perbezaan antara data cerapan tersebut dilakukan
analisis statistik bagi memastikan perbezaan tersebut berada dalam lingkungan had yang
dibenarkan atau tidak dengan merujuk kepada spesifikasi alat robotic total station
TCA2003 (rujuk Seksyen 2.2). Berikut merupakan penerangan mengenai prosedur
analisis statistik yang telah digunakan (Abdul Wahid & Halim, 1997).
1. Nilai cerapan minimum, xmin
2. Nilai cerapan maksimum, xmaks
3. Min sampel, x =
1 n
xi
nΣ
i =1
n
4. Varians sampel bagi satu cerapan, σˆ =
2
x
∑ (x − x )
i
i =1
n −1
5. Sisihan piawai sampel bagi satu cerapan, σˆ x = σˆ x2
4.3.2
Perbandingan Data Cerapan dan Terlaras
Analisis kedua ini telah menggunakan kaedah matematik untuk menentukan
sama ada data yang diterima oleh perisian RETIME boleh diterimapakai atau
sebaliknya. Untuk tujuan ini, gabungan kaedah cerapan triangulasi dan trilaterasi telah
digunakan semasa proses cerapan dilakukan. Kemudian, data cerapan tersebut diproses
menggunakan analisis PKDT (menggunakan perisian STAR*NET). Untuk memastikan
data tersebut boleh digunakan, ujian khi-kuasa dua yang terdapat di dalam analisis
105
PKDT dilakukan. Analisis dianggap berjaya jika ujian khi-kuasa dua menunjukkan data
cerapan berada dalam lingkungan yang ditetapkan.
4.3.2.1 Prosedur Cerapan
Kaedah cerapan triangulasi merupakan prosedur cerapan yang memerlukan
cerapan data dalam bentuk sudut ufuk dan satu jarak garis dasar. Kemudian data tersebut
dihitung bagi menghasilkan nilai jarak bagi sisi yang selebihnya dan seterusnya
menghasilkan nilai koordinat bagi setiap setesen. Rajah 4.13 memaparkan contoh
prosedur cerapan triangulasi.
Rajah 4.13
Kaedah cerapan triangulasi
Sepertimana kaedah cerapan triangulasi, trilaterasi juga merupakan prosedur
cerapan yang menggunakan konsep segitiga. Perbezaan kaedah cerapan trilaterasi
berbanding kaedah cerapan triangulasi ialah data yang diperlukan bagi kaedah cerapan
ini ialah jarak bagi setiap sisi dan satu sudut. Kemudian hitungan dilakukan bagi
106
menghasilkan sudut yang selebihnya dan seterusnya koordinat setiap stesen diperoleh.
Rujuk Rajah 4.14 bagi memahami prosedur cerapan trilaterasi.
Rajah 4.14
Kaedah cerapan trilaterasi
Prosedur cerapan triangulasi dan trilaterasi digunakan berikutan kekangan
terhadap kemampuan alat pada masa dahulu, sebagai contoh penggunaan teodolit optik
yang hanya mampu memberikan bacaan sudut. Walaubagaimanapun, selaras dengan
kemajuan teknologi, pada masa kini peralatan ukur telah mengalami revolusi. Sebagai
contoh, alat total station mampu memberikan data cerapan sudut dan jarak dalam bentuk
digital. Berikutan kemampuan alat ukur untuk memberikan data sudut dan jarak dalam
masa yang sama, maka adalah tidak mustahil untuk menggabungkan prosedur cerapan
triangulasi dan trilaterasi menjadi satu prosedur cerapan (Anderson & Mikhail, 1998).
Rajah 4.15 memaparkan prosedur cerapan gabungan triangulasi dan trilaterasi.
107
Rajah 4.15
Kaedah cerapan gabungan triangulasi dan trilaterasi
4.3.2.2 Prosedur Hitungan
Menggunakan kaedah cerapan triangulasi dan trilaterasi, terdapat dua jenis
cerapan yang dibuat iaitu cerapan sudut dan jarak. Untuk melakukan analisis PKDT,
model matematik bagi setiap cerapan diperlukan terutama semasa membentuk matriks
‘A’ atau matriks rekabentuk (rujuk Seksyen 4.2.3.1). Rajah 4.16 dan persamaanpersamaan berikut menerangkan mengenai konsep bagi membentuk persamaan bagi
cerapan sudut.
108
Rajah 4.16
Hubungan antara sudut dan azimut (Wolf & Ghilani, 1997)
Merujuk Rajah 4.16, B adalah stesen belakang, F adalah stesen hadapan dan I
ialah stesen yang diduduki. Oleh itu, nilai sudut dapat diperoleh daripada beza antara 2
azimut dan persamaan cerapan bagi sudut adalah seperti berikut (Wolf & Ghilani, 1997):
⎛ x − xI ⎞
−1 ⎛ xB − xI ⎞
∠BIF = Azimut IF − Azimut IB = tan −1 ⎜ F
⎟ − tan ⎜
⎟ + D = θ BIF + vθ BIF
⎝ yF − yI ⎠
⎝ yB − yI ⎠
(4.15)
Di mana,
θ BIF = Sudut cerapan (BIF)
vθ BIF = Reja
D = CIF − CIB
C = Sukuan bagi cerapan sudut
109
Persamaan (4.15) adalah tidak linear bagi xB , yB , xI , y I , xF dan yF , yang mana
persamaan tersebut boleh ditulis seperti berikut:
F ( xB , yB , xI , yI , xF , yF ) = θ BIF + vθBIF
(4.16)
Di mana,
⎛ x − xI
F ( xB , yB , xI , yI , xF , yF ) = tan −1 ⎜ F
⎝ yF − yI
⎞
−1 ⎛ xB − xI
⎟ − tan ⎜
⎠
⎝ yB − yI
⎞
⎟+ D
⎠
Menggunakan siri Taylor, Persamaan (4.16) yang telah di linearkan adalah seperti
berikut:
⎛ ∂F ⎞
⎛ ∂F ⎞
F ( xB , yB , xI , yI , xF , yF ) = F ( xBo , yBo , xIo , yIo , xFo , yFo ) + ⎜
⎟ dxB + ⎜
⎟ dyB
⎝ ∂xB ⎠0
⎝ ∂yB ⎠0
⎛ ∂F ⎞
⎛ ∂F ⎞
⎛ ∂F ⎞
⎛ ∂F ⎞
+⎜
⎟ dxI + ⎜
⎟ dyI + ⎜
⎟ dxF + ⎜
⎟ dyF
⎝ ∂xI ⎠0
⎝ ∂yI ⎠0
⎝ ∂xF ⎠0
⎝ ∂yF ⎠0
Di mana
∂F
dxB
, ∂F
dyB
, ∂F
dxI
, ∂F
dyI
, ∂F
dxF
, ∂F
dyF
(4.17)
diterbitkan dari fungsi F
dengan mengambil kira xB , yB , xI , yI , xF , yF .
Merujuk kepada persamaan (4.16) dan persamaan (4.17), maka persamaan cerapan bagi
sudut adalah seperti berikut:
⎛y −y
⎛x −x
yIo − yBo
x −x
y −y ⎞
x −x ⎞
dxB + Bo 2Io dyB + ⎜ Bo 2Io − Fo 2Io ⎟ dxI + ⎜ Io 2Bo − Io 2Fo ⎟ dyI
2
( IB0 )
( IB0 )
( IF0 ) ⎠
( IF0 ) ⎠
⎝ ( IB0 )
⎝ ( IB0 )
y −y
x −x
+ Fo 2Io dxF + Io 2Fo dyF = kθ BIF + vθ BIF
( IF0 )
( IF0 )
(4.18)
110
Di mana,
kθ BIF = θ BIF − θ BIF0
⎛ x F − xI 0
θ BIF0 = tan −1 ⎜ 0
⎜ yF − yI
0
⎝ 0
⎞
⎛ xB − xI 0
−1
⎟ − tan ⎜ 0
⎟
⎜ yB − yI
0
⎠
⎝ 0
( IB0 ) 2 = ( xBo − xIo ) + ( yBo − yIo )
2
( IF0 ) 2 = ( xFo − xIo ) + ( yFo − yIo )
2
⎞
⎟+ D
⎟
⎠
2
2
Berikut diterangkan pula proses pembentukan persamaan jarak yang digunakan
di dalam proses pelarasan bagi membentuk matriks ‘A’ atau matriks rekabentuk. Rujuk
Rajah 4.17 bagi memudahkan pemahaman semasa proses penerbitan persamaan jarak.
Rajah 4.17
Jarak antara dua titik (i dan j)
Merujuk Rajah 4.17, persamaan jarak boleh ditulis seperti berikut (Wolf & Ghilani,
1997):
lij + vlij = ( x j − xi ) 2 + ( y j − yi ) 2
(4.19)
111
lij adalah jarak yang di cerap antara titik ‘I’ dan titik ‘J’, manakala vij pula adalah selisih
yang berlaku semasa cerapan dilakukan. Koordinat bagi titik ‘I’ ialah xi dan yi ,
manakala koordinat bagi titik ‘J’ pula ialah x j dan y j . Persamaan jarak merupakan
fungsi tidak linear, maka persamaan (4.19) boleh juga ditulis seperti berikut:
F ( xi , yi , x j , y j ) = lij + vlij
(4.20)
Menggunakan siri Taylor, Persamaan (4.20) yang telah di linearkan adalah seperti
berikut:
⎛ ∂F
⎛ ∂F ⎞
F ( xi , yi , x j , y j ) = F ( xio , yio , x jo , y jo ) + ⎜
dx
+
⎟ i ⎜⎜
⎝ ∂xi ⎠0
⎝ ∂x j
⎛ ∂F
⎛ ∂F ⎞
+⎜
⎟ dyi + ⎜⎜
⎝ ∂yi ⎠0
⎝ ∂y j
⎞
⎟⎟ dy j
⎠0
⎞
⎟⎟ dx j
⎠0
(4.21)
Di mana, xio , yio , x jo , y jo adalah nilai anggaran bagi parameter tidak diketahui
⎛ ∂F ⎞ ⎛ ∂F
( xi , yi , x j , y j ) dan ⎜
⎟ , ⎜⎜
⎝ ∂xi ⎠0 ⎝ ∂x j
⎞ ⎛ ∂F ⎞ ⎛ ∂F
⎟⎟ , ⎜
⎟ , ⎜⎜
∂
y
i
⎝
⎠0 ⎝ ∂y j
⎠0
⎞
⎟⎟ diterbitkan dari fungsi F. Manakala
⎠0
dxi , dx j , dyi , dy j pula merupakan pembetulan kepada parameter anggaran. Berikut
merupakan persamaan bagi parameter tidak diketahui, parameter anggaran dan
pembetulan:
xi = xio + dxi
yi = yio + dyi
x j = x jo + dx j
y j = y jo + dy j
(4.22)
Persamaan (4.20) boleh ditulis sebagai:
F ( xi , yi , x j , y j ) = ⎡⎣( x j − xi ) 2 + ( y j − yi ) 2 ⎤⎦
1
2
(4.23)
112
Dengan membezakan fungsi xi daripada persamaan (4.23), maka persamaan tersebut
akan menjadi seperti berikut:
1
∂F 1
= ⎣⎡( x j − xi ) 2 + ( y j − yi ) 2 ⎦⎤ 2 ⎡⎣ 2( x j − xi )(−1) ⎤⎦
∂xi 2
(4.24)
Permudahkan persamaan (4.24) sehingga menjadi seperti berikut:
− x j + xi
xi − x j
∂F
=
=
∂xi
IJ
( x j − xi ) 2 + ( y j − yi ) 2
(4.25)
Lakukan perkara yang sama ke atas fungsi yang lain sehingga mendapat persamaan
seperti berikut:
∂F yi − y j
=
∂yi
IJ
∂F x j − xi
=
IJ
∂x j
∂F y j − yi
=
∂y j
IJ
(4.26)
Jika persamaan (4.25) dan (4.26) dimasukkan ke dalam persamaan (4.21), kemudian
hasilnya dimasukkan pula ke dalam persamaan (4.20), maka hasilnya adalah persamaan
cerapan bagi jarak yang telah di linearkan seperti berikut:
xio − x jo
IJ o
dxi +
yio − y jo
IJ o
dyi +
x jo − x jo
IJ o
dx j +
Di mana,
klij = lij − IJ o
IJ o = ( x jo − xio ) 2 + ( y jo − yio ) 2
y jo − yio
IJ o
dy j = klij + vlij
(4.27)
113
Menggunakan persamaan sudut dan jarak, maka matrik A dapat direkabentuk.
Seterusnya analisis PKDT dapat dilaksanakan ke atas data yang dicerap dan dengan
mengguna ujian khi-kuasa dua, penentuan terhadap kemampuan perisian RETIME untuk
menerima data yang betul dan boleh diterimapakai dapat ditentukan. Sila rujuk Seksyen
4.2.3.1 untuk memahami konsep PKDT dan ujian khi-kuasa dua.
Bagi melaksanakan analisis perbandingan data cerapan dan terlaras, proses
cerapan telah dilakukan di kawasan tempat letak kenderaan Fakulti Elektrik, Universiti
Teknologi Malaysia (Rajah 4.18). Cerapan yang dilakukan mempunyai enam stesen
dengan tiga stesen diduduki (rujuk Rajah 4.19).
Rajah 4.18
Kawasan cerapan di kawasan tempat letak kenderaan Fakulti Elektrik,
Universiti Teknologi Malaysia
114
Y
X
Rajah 4.19
Jaringan cerapan triangulasi dan trilaterasi (tanpa skala)
Merujuk Rajah 4.19, setiap stesen cerapan telah mencerap lima titik sasaran.
Oleh itu, setiap stesen cerapan mempunyai lima data cerapan jarak dan empat cerapan
sudut. Di dalam kajian ini, tiga set cerapan telah dilakukan bagi setiap stesen.
115
4.3.3 Perbandingan Data dari Perisian Hitungan
Kajian ini telah menggunakan bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic
V6.0 untuk membina perisian RETIME. Seperti yang telah dinyatakan di dalam Seksyen
4.2.2, perisian RETIME ini juga mempunyai modul untuk melakukan proses hitungan.
Oleh itu, analisis ini dilaksanakan dengan tujuan untuk memastikan proses hitungan
yang dilakukan oleh bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0 adalah betul
dan selaras dengan proses hitungan yang dilakukan oleh bahasa pengaturcaraan yang
lain.
Bagi tujuan analisis perbandingan data dari perisian hitungan, program hitungan
telah dibangunkan menggunakan bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0,
Microsoft Visual C++ V6.0, Fortran Power Station V4.0 dan MATLAB V6.1.
Menggunakan data mentah seperti yang dipaparkan di dalam Jadual 4.3, proses
hitungan telah dilakukan bagi menghasilkan maklumat sudut ufuk (dms), sudut zenit
(dms), jarak ufuk (m), beza koordinat X (m), beza koordinat Y (m) dan beza tinggi (m).
Jadual 4.3
Data mentah dari alat robotic total station TCA2003
Stesen
Zenit (radian)
Sudut Ufuk (radian)
Jarak Cerun (m)
1
1.76909481864232
0.146467061200002
20.6225
2
1.77024867520336
0.32310407777545
21.7137
3
1.72320235558849
0.353705517327084
27.3542
4
1.71926082036107
0.474986507793445
29.0493
5
1.73977328720881
0.661150113202696
27.2154
6
1.57051513485985
1.57077693424765
31.3815
Hasil hitungan bagi setiap bahasa pengaturcaraan dibandingkan dengan hasil
hitungan bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0. Kemudian ujian statistik
telah dilakukan untuk menentukan sama ada hasil hitungan yang dilakukan oleh perisian
RETIME adalah betul atau sebaliknya.
116
4.3.4
Perbandingan Data Cerapan Kesasaran Dinamik
Analisis ini melibatkan proses cerapan dilakukan pada objek sebenar, kemudian
prisma yang diletakkan pada objek telah digerakkan dalam beberapa sentimeter bagi
melihat kemampuan perisian RETIME mengesan perubahan tersebut. Bagi tujuan
memastikan pengesanan perubahan prisma menggunakan perisian RETIME adalah
betul, maka perisian komersial APSWin V1.42 juga telah digunakan untuk melakukan
cerapan. Oleh itu, sebarang perubahan data yang dikesan oleh perisian RETIME
dibandingkan dengan maklumat dari perisian APSWin V1.42 dan jika data atau
maklumat tersebut mempunyai persamaan atau perbezaan yang kecil, maka analisis ini
menunjukkan tahap kepercayaan terhadap data yang diterima dan dihitung oleh perisian
RETIME boleh diterima dan digunakan.
Proses cerapan telah dilaksanakan pada bangunan B08, Fakulti Kejuruteraan dan
Sains Geoinformasi, UTM. Lima buah prisma telah diletakkan pada bangunan tersebut,
tiga prisma diletakkan di tingkat dua dan dua prisma lagi di tingkat empat bangunan
B08. Rajah 4.20 di bawah memaparkan kedudukan prisma (bertanda merah) dan
bangunan akademik B08.
117
Rajah 4.20
Antara prisma yang diletakkan pada bangunan B08
Manakala stesen cerapan telah didirikan di tingkat 4 bangunan C03, Fakulti
Kejuruteraan dan Sains Geoinformasi, UTM. Rajah 4.21 memaparkan keadaan stesen
cerapan yang didirikan di bangunan akademik C03.
118
Rajah 4.21
Stesen cerapan yang didirikan di bangunan C03
Dengan ketinggian stesen 1.420 meter, cerapan dilakukan sebanyak 7 epok.
Setiap epok cerapan dilakukan berselang-seli, dimulakan dengan cerapan menggunakan
perisian RETIME dan diikuti dengan perisian APSWin V1.42. Pada epok ke-4, prisma 3
dan 5 (rujuk Rajah 4.22) telah digerakkan sebanyak beberapa sentimeter (0.116m bagi
prisma 3 dan 0.185m bagi prisma 5). Setelah cerapan selesai dilakukan, analisis
dilakukan untuk mengenalpasti pergerakan prisma 3 dan 5, kemudian maklumat tersebut
dibandingkan dengan nilai pergerakan yang diberikan oleh perisian APSWin V1.42.
119
Rajah 4.22
Jaringan cerapan bagi analisis cerapan sebenar (tanpa skala)
4.3.5 Perbandingan Data Cerapan TCA1102 dan TCA1103
Seperti yang telah dibincangkan di dalam Seksyen 2.2, alat robotic total station
keluaran Leica model TCA mempunyai beberapa siri. Bagi kajian ini, alat robotic total
station TCA2003 telah digunakan bagi tujuan membina perisian RETIME. Oleh itu,
analisis perbandingan ini dilaksanakan bagi tujuan membuktikan perisian RETIME
mampu untuk menerima data dari semua alat robotic total station model TCA.
120
Bagi tujuan melaksanakan analisis model TCA ini, dua alat robotic total station
TCA1102 (Rajah 4.23a) dan TCA1103 (Rajah 4.23b) telah digunakan. Menggunakan
dua alat TCA ini, cerapan telah dilakukan di makmal Survey Engineering Research
Group.
(a)
Rajah 4.23
(b)
(a) Alat robotic total station TCA1102
(b) Alat robotic total station TCA1103
Cerapan yang dilakukan melibatkan lima stesen iaitu empat stesen atau titik
sasaran dan satu stesen cerapan. Rajah 4.24 memaparkan jaringan cerapan yang
dilakukan di makmal Survey Engineering Research Group.
121
Z
X
Y
Rajah 4.24
Jaringan cerapan di makmal Survey Engineering Research Group (tanpa
skala)
Cerapan telah dilakukan sebanyak tiga kali bagi setiap alat robotic total station
TCA1102 dan TCA1103. Bagi membuktikan data yang diterima oleh perisian RETIME
dari alat TCA1102 dan TCA1103 adalah betul, maka analisis PKDT telah dilaksanakan
terhadap data cerapan yang diperoleh bagi setiap alat.
122
4.4
Rumusan
Bab ini menerangkan mengenai prosedur pembinaan perisian RETIME dan
metodologi yang digunakan untuk melakukan analisis terhadap perisian ini. Penerangan
mengenai prosedur pembinaan perisian dibuat berdasarkan tiga modul utama iaitu
komunikasi data, hitungan dan penukaran format. Kemudian proses kerja yang
melibatkan gabungan ketiga-tiga modul juga dibincangkan bagi memudahkan
pemahaman mengenai kepentingan setiap modul. Bagi metodologi analisis perisian,
penerangan dilakukan berdasarkan lima analisis yang dilakukan iaitu analisis
perbandingan data cerapan, analisis data cerapan, analisis perisian, analisis cerapan
sebenar dan seterusnya analisis model TCA. Empat analisis pertama dilaksanakan bagi
memastikan maklumat yang diterima oleh perisian RETIME dari alat robotic total
station TCA2003 adalah betul dan sesuai untuk digunakan. Manakala analisis terakhir
dilaksanakan untuk memastikan kemampuan perisian RETIME menerima data dari
kesemua alat robotic total station model TCA.
BAB 5
HASIL DAN PERBINCANGAN
5.1
Pengenalan
Analisis merupakan prosedur yang digunakan bagi memastikan keberkesanan
dan kejayaan sesuatu kajian atau penyelidikan yang dibuat. Terdapat pelbagai cara
atau kaedah yang boleh digunakan untuk melakukan analisis, antaranya termasuklah
melakukan cerapan, mengedarkan soalan kaji selidik, perbandingan perisian dan
sebagainya. Bagi kajian ini, ia melibatkan pembinaan perisian bagi menerima data
dari alat robotic total station TCA2003 secara masa hakiki atau menghampiri masa
hakiki. Oleh itu, analisis perbandingan telah dilakukan bagi memastikan darjah
kepercayaan terhadap data yang diterima dari alat robotic total station TCA2003
tersebut. Selain itu, analisis juga dilakukan bagi membuktikan bahawa perisian
RETIME boleh digunakan oleh alat robotic total station model TCA yang lain.
124
5.2
Perbandingan Data Cerapan RETIME dan APSWin V1.42
Di dalam Seksyen 4.3.1 telah dibincangkan mengenai prosedur analisis
perbandingan data cerapan antara perisian RETIME dan perisian APSWin V1.42.
Bagi tujuan melaksanakan analisis ini, cerapan telah dilakukan sebanyak 2 kali bagi
setiap jenis penerima data (alat robotic total station TCA2003, perisian APSWin
V1.42 dan perisian RETIME). Berikut merupakan jadual yang memaparkan
perbezaan data cerapan antara perisian RETIME dan alat robotic total station
TCA2003 (Jadual 5.1):
Jadual 5.1
Beza antara bacaan alat robotic total station TCA2003 dan perisian
RETIME
Instrumen – Sasaran
Sudut Ufuk (dms)
Zenit (dms)
Jarak Ufuk (m)
TCA2003 – T1
8°23’31”
101°21’43”
20.218
RETIME – T1
8°23’31”
101°21’42”
20.218
Beza
00°00’00”
00°00’01”
0.000
TCA2003 – T2
18°30’44”
101°25’39”
21.283
RETIME – T2
18°30’45”
101°25’41”
21.283
Beza
00°00’01”
00°00’02”
0.000
TCA2003 – T3
20°15’56”
98°43’55”
27.037
RETIME – T3
20°15’55”
98°43’55”
27.037
Beza
00°00’01”
00°00’00”
0.000
TCA2003 – T4
27°12’51”
98°30’25”
28.730
RETIME – T4
27°12’53”
98°30’23”
28.730
Beza
00°00’02”
00°00’02”
0.000
TCA2003 – T5
37°52’51”
99°40’55”
26.828
RETIME – T5
37°52’53”
99°40’53”
26.828
Beza
00°00’02”
00°00’02”
0.000
TCA2003 – T6
89°59’56”
89°59’01”
31.382
RETIME – T6
89°59’57”
89°59’02”
31.382
Beza
00°00’01”
00°00’01”
0.000
125
Merujuk kepada nilai cerapan di atas, dapat diperhatikan nilai beza cerapan
tertinggi bagi sudut ufuk dan zenit ialah 2”, manakala cerapan jarak pula tiada
sebarang perbezaan. Berdasarkan nilai beza cerapan di atas, maka analisis statistik
telah dibuat seperti berikut (Jadual 5.2):
Jadual 5.2
Analisis statistik terhadap beza cerapan antara alat robotic total
station TCA2003 dan perisian RETIME
Sudut Ufuk (saat)
Zenit (saat)
Jarak Ufuk (m)
Beza minimum
0.000
0.000
0.000
Beza maksimum
2.000
2.000
0.000
Min
1.167
1.333
0.000
Varians
0.566
0.667
0.000
Sisihan piawai
0.753
0.816
0.000
Berikut dipaparkan pula perbezaan data cerapan antara perisian RETIME dan
perisian APSWin V1.42 (Jadual 5.3):
Jadual 6.3
Beza antara bacaan perisian APSWin V1.42 dan RETIME
Instrumen – Sasaran
Sudut Ufuk (dms)
Zenit (dms)
Jarak Ufuk (m)
APSWin – T1
8°23’31”
101°21’49”
20.218
RETIME – T1
8°23’31”
101°21’42”
20.218
Beza
00°00’00”
00°00’07”
0.000
APSWin – T2
18°30’44”
101°25’45”
21.283
RETIME – T2
18°30’45”
101°25’41”
21.283
Beza
00°00’01”
00°00’04”
0.000
APSWin – T3
20°15’57”
98°43’59”
27.037
RETIME – T3
20°15’55”
98°43’55”
27.037
Beza
00°00’02”
00°00’04”
0.000
APSWin – T4
27°12’55”
98°30’25”
28.729
RETIME – T4
27°12’53”
98°30’23”
28.730
Beza
00°00’02”
00°00’02”
0.001
APSWin – T5
37°52’54”
99°40’55”
26.827
RETIME – T5
37°52’53”
99°40’53”
26.828
126
Beza
00°00’01”
00°00’02”
0.001
APSWin – T6
90°00’00”
89°59’01”
31.382
RETIME – T6
89°59’57”
89°59’02”
31.382
Beza
00°00’03”
00°00’01”
0.000
Merujuk Jadual 5.3, nilai beza cerapan tertinggi bagi sudut ufuk ialah 3”,
beza cerapan maksimum bagi sudut zenit pula ialah 5” dan bagi cerapan jarak, beza
maksimum ialah 1mm. Berdasarkan nilai tersebut, analisis statistik bagi beza cerapan
antara perisian APSWin V1.42 dan perisian RETIME adalah seperti berikut (Jadual
5.4):
Jadual 5.4
Analisis statistik terhadap beza cerapan antara APSWin V1.42 dan
RETIME
Sudut Ufuk (saat)
Zenit (saat)
Jarak Ufuk (m)
Beza minimum
0.000
1.000
0.000
Beza maksimum
3.000
5.000
0.001
Min
1.500
3.333
0.000
Varians
1.100
4.667
0.000
Sisihan piawai
1.049
2.160
0.000
Bagi tujuan semakan, data yang di cerap menggunakan perisian APSWin
V1.42 juga telah dibandingkan dengan data cerapan alat robotic total station
TCA2003 (Jadual 5.5). Kemudian perbezaan data cerapan yang diperoleh telah
dilakukan analisis statistik untuk dibandingkan dengan maklumat analisis statistik
bagi beza data cerapan antara alat robotic total station TCA2003 dan RETIME
(Jadual 5.2).
127
Jadual 5.5
Beza antara bacaan alat robotic total station TCA2003 dan perisian
APSWin V1.42
Instrumen – Sasaran
Sudut Ufuk (dms)
Zenit (dms)
Jarak Ufuk (m)
TCA2003 – T1
8°23’31”
101°21’43”
20.218
APSWin – T1
8°23’31”
101°21’49”
20.218
Beza
00°00’00”
00°00’06”
0.000
TCA2003 – T2
18°30’44”
101°25’39”
21.283
APSWin – T2
18°30’44”
101°25’45”
21.283
Beza
00°00’00”
00°00’06”
0.000
TCA2003 – T3
20°15’56”
98°43’55”
27.037
APSWin – T3
20°15’57”
98°43’59”
27.037
Beza
00°00’01”
00°00’04”
0.000
TCA2003 – T4
27°12’51”
98°30’25”
28.730
APSWin – T4
27°12’55”
98°30’25”
28.729
Beza
00°00’04”
00°00’00”
0.001
TCA2003 – T5
37°52’51”
99°40’55”
26.828
APSWin – T5
37°52’54”
99°40’55”
26.827
Beza
00°00’03”
00°00’00”
0.001
TCA2003 – T6
89°59’56”
89°59’01”
31.382
APSWin – T6
90°00’00”
89°59’01”
31.382
Beza
00°00’04”
00°00’00”
0.000
Jadual 5.5 menunjukkan bahawa beza cerapan tertinggi bagi sudut ufuk ialah
4”, sudut zenit pula ialah 6” dan bagi jarak ialah 1 mm. Berikut merupakan
maklumat analisis statistik yang telah dilakukan terhadap data beza cerapan bagi alat
robotic total station TCA2003 dan perisian APSWin V1.42 (Jadual 5.6).
128
Jadual 5.6
Analisis statistik terhadap beza cerapan antara alat robotic total
station TCA2003 dan perisian APSWin V1.42
Sudut Ufuk (saat)
Zenit (saat)
Jarak Ufuk (m)
Beza minimum
0.000
0.000
0.000
Beza maksimum
4.000
6.000
0.001
Min
2.000
2.667
0.000
Varians
3.600
9.067
0.000
Sisihan piawai
1.897
3.011
0.000
Analisis statistik yang dipaparkan pada Jadual 5.2 dan Jadual 5.6
menunjukkan maklumat bagi perbezaan data cerapan antara RETIME dan APSWin
V1.42 dengan alat robotic total station TCA2003. Perbandingan nilai sisihan piawai
yang diperoleh menunjukkan data cerapan RETIME lebih baik daripada data cerapan
APSWin V1.42.
Nilai sisihan piawai yang diperoleh dari perbezaan data cerapan antara
RETIME dan alat robotic total station TCA2003 (Jadual 5.2) menunjukkan bahawa
data cerapan RETIME tidak memenuhi spesifikasi kejituan alat iaitu 0.5” bagi
cerapan sudut dan 1mm + 1ppm bagi cerapan jarak. Walaubagaimanapun, menurut
Leica (2000), nilai tersebut hanya boleh diperoleh jika mod cerapan yang ditetapkan
ialah ‘Precise’ (cerapan yang dilakukan bagi analisis ini dibuat dalam mod
‘Standard’). Selain itu, cerapan juga perlu dilakukan tanpa pengaruh alam sekitar.
Terdapat beberapa perkara yang mampu mengurangkan kejituan cerapan bagi alat
yang menggunakan fungsi ATR iaitu:
1. Cuaca terlalu panas;
2. Pancaran cahaya yang terlalu kuat; dan
3. Pantulan cahaya matahari yang terlalu terang.
Leica (2000) juga menyatakan bahawa fungsi ATR lebih sensitif terhadap
pengaruh alam sekitar berbanding alat electronic distance measurement (EDM).
Oleh itu, analisis yang dilakukan ini menunjukkan bahawa data yang diterima oleh
perisian RETIME adalah betul dan boleh digunakan untuk tujuan cerapan.
129
5.3
Perbandingan Data Cerapan dan Terlaras
Merujuk Seksyen 4.3.2, perbincangan telah dibuat mengenai prosedur
cerapan yang dilaksanakan bagi analisis perbandingan yang kedua ini. Hasil cerapan
yang diperoleh ialah 45 cerapan jarak dan 36 cerapan sudut. Rajah 5.1 memaparkan
data cerapan yang telah disusun dalam format STAR*NET dan maklumat data
cerapan dalam format perisian RETIME telah dilampirkan di dalam Lampiran F.
Rajah 5.1
Data sudut dan jarak bagi analisis data cerapan
130
Menggunakan nilai sisihan piawai 1.5” bagi sudut dan 1.1mm bagi jarak,
analisis PKDT telah dilakukan dengan menggunakan perisian STAR*NET.
Keputusan pelarasan diperoleh setelah dua kali iterasi dan keputusan yang diperoleh
menunjukkan cerapan yang dilakukan telah lulus ujian khi-kuasa dua pada tahap
keertian lima peratus (0.05). Merujuk Rajah 5.2, ujian khi-kuasa dua telah lulus
apabila jumlah faktor selisih (1.128) berada di antara had bawah (0.838) dan had atas
(1.162).
Rajah 5.2
Maklumat hasil pelarasan menggunakan perisian STAR*NET
Jadual 5.7 memaparkan maklumat koordinat terlaras manakala maklumat
mengenai sisihan piawai bagi koordinat cerapan telah dipaparkan di dalam Jadual
5.8. Jadual 5.9 dan Jadual 5.10 pula memaparkan maklumat cerapan sudut dan jarak
yang telah dilaraskan. Maklumat mengenai rajah jaringan cerapan berserta dengan
selisih ellips (95 % darjah kepercayaan) telah dipaparkan pada Rajah 5.3.
131
Jadual 5.7
Koordinat terlaras hasil daripada analisis PKDT
Jadual 5.8
Sisihan piawai bagi koordinat setiap stesen
Jadual 5.9
Sudut terlaras hasil daripada analisis PKDT
132
Jadual 5.10
Jarak terlaras hasil daripada analisis PKDT
133
Rajah 5.3
Jaringan cerapan dan selisih ellips yang dihasilkan oleh perisian
STAR*NET
Merujuk kepada maklumat selepas analisis PKDT dilaksanakan, didapati
selisih terbesar bagi cerapan sudut ialah 4.86” dan 2.3 mm bagi cerapan jarak (rujuk
Lampiran F). Dengan mengambilkira faktor penggunaan fungsi ATR dan keadaan
persekitaran (Seksyen 5.2), maka selisih cerapan tersebut boleh diterima. Oleh itu,
analisis data cerapan yang dilakukan menunjukkan bahawa data yang diterima oleh
perisian RETIME adalah sesuai untuk digunakan.
134
5.4
Perbandingan Data dari Perisian Hitungan
Seksyen 4.3.3 telah menerangkan mengenai prosedur dan tujuan analisis ini
dilaksanakan. Hasil yang diperoleh daripada proses hitungan berserta perbezaan data
antara data yang dihitung menggunakan bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual
Basic V6.0 dengan bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual C++ V6.0, MATLAB
V6.1 dan Fortran Power Station V4.0.1 telah dipaparkan di dalam Jadual 5.11, 5.12
dan 5.13.
Jadual 5.11
Perbezaan data yang dihitung menggunakan Microsoft Visual Basic
V6.0 dan Microsoft Visual C++ V6.0
Stesen
Zenit (dms)
Sudut Ufuk
Jarak
(dms)
Ufuk (m)
Beza
Beza
Koordinat,X
Koordinat,Y
(m)
(m)
Beza Tinggi
(m)
1VB
101°21’42”
08°23’31”
20.218
2.951
20.002
- 4.063
1VC++
101°21’40”
08°23’31”
20.218
2.951
20.002
- 4.063
Beza
00°00’02”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
2VB
101°25’40”
18°30’45”
21.283
6.758
20.182
- 4.302
101°25’40”
18°30’45”
21.283
6.758
20.182
- 4.302
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
3VB
98°43’56”
20°15’57”
27.037
9.365
25.363
- 4.153
98°43’56”
20°15’57”
27.037
9.365
25.363
- 4.153
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
4VB
98°30’23”
27°12’53”
28.730
13.139
25.549
- 4.297
98°30’23”
27°12’53”
28.730
13.139
25.549
- 4.297
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
5VB
99°40’54”
37°52’52”
26.828
16.473
21.175
- 4.577
99°40’54”
37°52’52”
26.828
16.473
21.175
- 4.577
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
6VB
89°59’02”
89°59’56”
31.382
31.382
0.001
0.009
89°59’02”
89°59’56”
31.382
31.382
0.001
0.009
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
2
3
4
5
6
VC++
VC++
VC++
VC++
VC++
Beza
135
Jadual 5.12
Perbezaan data yang dihitung menggunakan bahasa pengaturcaraan
Microsoft Visual Basic V6.0 dan MATLAB V6.1
Stesen
Zenit (dms)
Sudut Ufuk
Jarak
(dms)
Ufuk (m)
Beza
Beza
Koordinat,X
Koordinat,Y
(m)
(m)
Beza Tinggi
(m)
1VB
101°21’42”
08°23’31”
20.218
2.951
20.002
- 4.063
1MATLAB
101°21’42”
08°23’31”
20.218
2.951
20.002
- 4.063
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
2VB
101°25’40”
18°30’45”
21.283
6.758
20.182
- 4.302
2MATLAB
101°25’40”
18°30’45”
21.283
6.758
20.182
- 4.302
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
3VB
98°43’56”
20°15’57”
27.037
9.365
25.363
- 4.153
3MATLAB
98°43’56”
20°15’57”
27.037
9.365
25.363
- 4.153
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
4VB
98°30’23”
27°12’53”
28.730
13.139
25.549
- 4.297
4MATLAB
98°30’23”
27°12’53”
28.730
13.139
25.549
- 4.297
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
5VB
99°40’54”
37°52’52”
26.828
16.473
21.175
- 4.577
5MATLAB
99°40’54”
37°52’52”
26.828
16.473
21.175
- 4.577
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
6VB
89°59’02”
89°59’56”
31.382
31.382
0.001
0.009
6MATLAB
89°59’02”
89°59’56”
31.382
31.382
0.001
0.009
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
136
Jadual 5.13
Perbezaan data yang dihitung menggunakan bahasa pengaturcaraan
Microsoft Visual Basic V6.0 dan Fortran Power Station V4.0
Stesen
Zenit (dms)
Sudut Ufuk
Jarak
(dms)
Ufuk (m)
Beza
Beza
Koordinat,X
Koordinat,Y
(m)
(m)
Beza Tinggi
(m)
1VB
101°21’42”
08°23’31”
20.218
2.951
20.002
- 4.063
1Fortran
101°21’42”
08°23’31”
20.218
2.951
20.002
- 4.063
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
2VB
101°25’40”
18°30’45”
21.283
6.758
20.182
- 4.302
2 Fortran
101°25’40”
18°30’45”
21.283
6.758
20.182
- 4.302
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
3VB
98°43’56”
20°15’57”
27.037
9.365
25.363
- 4.153
3 Fortran
98°43’56”
20°15’57”
27.037
9.365
25.363
- 4.153
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
4VB
98°30’23”
27°12’53”
28.730
13.139
25.549
- 4.297
4 Fortran
98°30’23”
27°12’53”
28.730
13.139
25.549
- 4.297
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
5VB
99°40’54”
37°52’52”
26.828
16.473
21.175
- 4.577
5 Fortran
99°40’54”
37°52’52”
26.828
16.473
21.175
- 4.577
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.000
6VB
89°59’02”
89°59’56”
31.382
31.382
0.001
0.009
6 Fortran
89°59’02”
89°59’56”
31.382
31.382
0.001
0.011
Beza
00°00’00”
00°00’00”
0.000
0.000
0.000
0.002
Merujuk Jadual 5.11, 5.12 dan 5.13 di atas, analisis statistik telah dilakukan
terhadap perbezaan data yang dihitung menggunakan bahasa pengaturcaraan
Microsoft Visual Basic V6.0 dengan Microsoft Visual C++ V6.0, MATLAB V6.1
dan Fortran Power Station V4.0.1. Jadual 5.14, 5.15 dan 5.16 memaparkan hasil
analisis statistik yang dilakukan terhadap beza cerapan di atas.
137
Jadual 5.14
Analisis statistik terhadap beza data hitungan yang dihitung
menggunakan Microsoft Visual Basic V6.0 dan Microsoft Visual C++ V6.0
Beza
Beza
Koordinat,X
Koordinat,Y
(m)
(m)
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.333
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Varians
0.667
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Sisihan piawai
0.816
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Zenit
Sudut
Jarak Ufuk
(saat)
Ufuk (saat)
(m)
Beza minimum
0.000
0.000
Beza maksimum
2.000
Min
Jadual 5.15
Beza Tinggi
(m)
Analisis statistik terhadap beza data hitungan yang dihitung
menggunakan Microsoft Visual Basic V6.0 dan MATLAB V6.1
Beza
Beza
Koordinat,X
Koordinat,Y
(m)
(m)
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Varians
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Sisihan piawai
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Zenit
Sudut
Jarak Ufuk
(saat)
Ufuk (saat)
(m)
Beza minimum
0.000
0.000
Beza maksimum
0.000
Min
Jadual 5.16
Beza Tinggi
(m)
Analisis statistik terhadap beza data hitungan yang dihitung
menggunakan Microsoft Visual Basic V6.0 dan Fortran Power Station V4.0
Beza minimum
Zenit
Sudut
Jarak Ufuk
(saat)
Ufuk (saat)
(m)
Beza
Beza
Beza Tinggi
Koordinat,X
Koordinat,Y
(m)
(m)
(m)
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Beza maksimum 0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.002
Min
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Varians
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Sisihan piawai
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
138
Berdasarkan Jadual 5.14, 5.15 dan 5.16, didapati bahawa keseluruhan
analisis statistik yang dilakukan menunjukkan data yang dihitung menggunakan
bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0 mempunyai perbezaan yang
sangat kecil berbanding dengan hitungan menggunakan bahasa pengaturcaraan
Microsoft Visual C++ V6.0, MATLAB V6.1 dan Fortran Power Station V4.0.1.
Beza hitungan dengan Microsoft Visual C++ V6.0 menunjukkan perbezaan paling
ketara yang boleh di lihat ialah 2” bagi cerapan sudut zenit dan tiada perbezaan bagi
cerapan jarak. Perbandingan data hitungan dengan MATLAB V6.1 pula
menunjukkan tiada sebarang perbezaan antara data yang dihitung menggunakan dua
jenis bahasa pengaturcaraan berbeza. Manakala beza hitungan dengan bahasa
pengaturcaraan Fortran Power Station V4.0 menunjukkan tiada sebarang perbezaan
bagi data sudut dan jarak tetapi terdapat perbezaan bagi data beza tinggi iaitu 2 mm.
Secara keseluruhan analisis perisian yang dilakukan menunjukkan bahawa data-data
yang dihitung menggunakan bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0
mempunyai darjah kepercayaan yang tinggi.
5.5
Perbandingan Data Cerapan Kesasaran Dinamik
Seperti yang telah dibincangkan di dalam Seksyen 4.3.4, analisis ini
melibatkan perbandingan hasil cerapan antara perisian RETIME dan perisian
APSWin V1.42 di dalam mengesan perubahan kedudukan prisma 3 dan prisma 5.
Maklumat cerapan bagi perisian RETIME dan perisian APSWin V1.42 telah
dilampirkan pada Lampiran G. Berikut merupakan graf perbandingan maklumat
(pergerakan prisma 3 dan 5) yang diperoleh dari perisian RETIME dan APSWin
V1.42 (Rajah 5.4 dan 5.5).
139
Beza Cerapan Paksi X
Beza Cerapan (mm)
10
0
-10
0
2
4
6
8
-20
APSWin
-30
RETIME
-40
-50
-60
Epok
(a)
Beza Cerapan Paksi Y
Beza Cerapan (mm)
0
-20
0
2
4
6
8
-40
APSWin
-60
RETIME
-80
-100
-120
Epok
(b)
Beza Cerapan Paksi Z
Beza Cerapan (mm)
0.5
0.4
0.3
0.2
APSWin
0.1
0
RETIME
-0.1 0
2
4
6
8
-0.2
-0.3
-0.4
Epok
(c)
Rajah 5.4
Graf beza cerapan (sasaran pada prisma 3) setiap epok bagi perisian
APSWin dan RETIME a) Paksi X b) Paksi Y c) Paksi Z
140
Beza Cerapan Paksi X
Beza Cerapan (mm)
20
0
-20 0
2
4
6
8
-40
APSWin
-60
RETIME
-80
-100
-120
Epok
(a)
Beza Cerapan Paksi Y
Beza Cerapan (mm)
0
0
2
4
6
8
-50
APSWin
-100
RETIME
-150
-200
Epok
(b)
Beza Cerapan Paksi Z
Beza Cerapan (mm)
1
0
-1 0
2
4
6
8
-2
APSWin
-3
RETIME
-4
-5
-6
Epok
(c)
Rajah 5.5
Graf beza cerapan (sasaran pada prisma 5) setiap epok bagi perisian
APSWin dan RETIME a) Paksi X b) Paksi Y c) Paksi Z
141
Graf yang dipaparkan di dalam Rajah 5.4 dan 5.5 menunjukkan perbezaan
cerapan di dalam mengesan pergerakan prisma (3 dan 5) telah dibuat mengikut paksi
dimensi (X, Y dan Z). Berdasarkan graf tersebut, kesimpulan dapat dibuat bahawa
perbezaan cerapan antara perisian RETIME dan APSWin V1.42 di dalam mengesan
pergerakan prisma adalah sangat kecil iaitu kurang daripada satu milimeter. Berikut
dipaparkan pula jadual perbezaan maklumat cerapan antara perisian RETIME dan
APSWin V1.42 bagi prisma 3 dan 5. (Jadual 5.17).
Jadual 5.17
Perbezaan antara maklumat (pergerakan prisma 3 dan 5) yang
diperoleh daripada perisian RETIME dan APSWin V1.42
Jarak
Koordinat,X
Koordinat,Y
Koordinat,Z
Cerun (m)
(m)
(m)
(m)
00º 01’ 30”
0.048
0.053
0.103
0.000
00º 10’ 08”
00º 01’ 31”
0.048
0.053
0.103
0.000
Beza
00º 00’ 03”
00º 00’ 01”
0.000
0.000
0.000
0.000
5Retime
00º 18’ 04”
00º 01’ 40”
0.061
0.096
0.157
0.005
5APSWin
00º 18’ 01”
00º 01’ 42”
0.061
0.096
0.157
0.005
Beza
00º 00’ 03”
00º 00’ 02”
0.000
0.000
0.000
0.000
Stesen
Sudut Ufuk
Zenit
3Retime
00º 10’ 11”
3APSWin
Merujuk kepada Jadual 5.17 di atas, kedua-dua perisian memberikan nilai
perbezaan cerapan yang kecil iaitu 3” bagi cerapan sudut ufuk dan 2” bagi zenit.
Manakala bagi cerapan jarak cerun dan nilai koordinat, data yang diperoleh
menunjukkan tiada sebarang perbezaan cerapan yang diperoleh. Proses cerapan yang
dilakukan oleh RETIME dan APSWin V1.42 dilakukan menggunakan fungsi ATR.
Oleh itu, dengan merujuk Seksyen 5.2, maka analisis cerapan sebenar ini
menunjukkan bahawa data yang diterima oleh perisian RETIME mempunyai darjah
kepercayaan yang tinggi.
142
5.6
Perbandingan Data Cerapan TCA1102 dan TCA1103
Merujuk Seksyen 4.3.5, analisis ini dilaksanakan bagi membuktikan
kemampuan perisian RETIME menerima data dari kesemua alat robotic total station
keluaran Leica model TCA. Rajah 5.6 dan 5.7 memaparkan data cerapan yang telah
ditukar formatnya kepada format perisian STAR*NET.
Rajah 5.6
Data cerapan menggunakan alat TCA1102
Rajah 5.7
Data cerapan menggunakan alat TCA1103
143
Dengan menggunakan nilai sisihan piawai yang sama dengan kejituan alat
(rujuk Seksyen 2.2), ujian khi-kuasa dua telah lulus pada tahap keertian lima peratus
(0.05). Rajah 5.8 memaparkan maklumat analisis PKDT yang telah dilakukan keatas
data cerapan alat TCA1102 dan TCA1103.
(a)
Rajah 5.8
(b)
Maklumat hasil analisis PKDT bagi data cerapan (a) alat TCA1102
(b) alat TCA1103
Berikut dipaparkan maklumat koordinat terlaras yang diperoleh hasil daripada
analisis PKDT yang dilakukan menggunakan perisian STAR*NET (Rajah 5.9 dan
5.10). .
Rajah 5.9
Koordinat terlaras bagi data cerapan alat TCA1102
144
Rajah 5.10
Koordinat terlaras bagi data cerapan alat TCA1103
Merujuk kepada maklumat hasil daripada analisis PKDT, keputusan yang
diperoleh menunjukkan perisian RETIME mampu untuk menerima data dengan baik
daripada alat robotic total station TCA1102 dan TCA1103. oleh itu, kesimpulan
dapat dibuat bahawa perisian RETIME mampu untuk menerima data dari kesemua
jenis alat robotic total station keluaran Leica model TCA.
5.7
Rumusan
Seperti yang telah dinyatakan sebelum ini, analisis yang dilakukan di dalam
kajian ini adalah untuk memastikan darjah kepercayaan terhadap data yang diterima
oleh perisian yang di bina (RETIME). Terdapat empat analisis telah dilaksanakan
bagi memastikan darjah kepercayaan terhadap data yang diterima oleh perisian
RETIME.
Bagi analisis pertama, perbandingan telah dibuat antara data yang di cerap
menggunakan alat robotic total station TCA2003, perisian APSWin V1.42 dan
perisian RETIME. Analisis ini memberikan keputusan bahawa data yang diterima
oleh perisian RETIME mempunyai darjah kepercayaan yang tinggi dengan merujuk
kepada had perbezaan data cerapan yang dibenarkan.
145
Analisis kedua dilakukan bagi memastikan darjah kepercayaan data yang
diterima oleh perisian RETIME dengan menggunakan kaedah cerapan gabungan
triangulasi dan trilaterasi. Kemudian data cerapan tersebut diproses menggunakan
analisis PKDT. Menggunakan ujian khi-kuasa dua, keputusan yang diperoleh
menunjukkan bahawa data cerapan tersebut boleh diterimapakai.
Analisis perisian pula dilakukan bagi memastikan proses hitungan yang
dilakukan oleh bahasa pengaturcaraan Microsoft Visual Basic V6.0 tidak mempunyai
perbezaan yang tinggi berbanding hitungan menggunakan bahasa pengaturcaraan
yang lain. Keputusan analisis ketiga ini menunjukkan bahawa bahasa pengaturcaraan
Microsoft Visual Basic V6.0 mampu melakukan hitungan sebaik bahasa
pengaturcaraan lain yang sememangnya dibina bagi tujuan melakukan hitungan
(Microsoft Visual C++ V6.0, Fortran Power Station V4.0 dan MATLAB V6.1).
Analisis keempat melibatkan proses cerapan pada objek sebenar dan
pergerakan simulasi telah dilakukan pada prisma 3 dan 5 bagi melihat kemampuan
perisian RETIME mengesan pergerakan tersebut. Bagi memantau data yang diterima
oleh perisian RETIME, perisian APSWin V1.42 telah digunakan. Hasil daripada
analisis ini menunjukkan bahawa perisian RETIME mampu untuk mengesan
pergerakan prisma tersebut dan bacaannya hampir sama dengan bacaan yang
diberikan oleh perisian APSWin V1.42.
Analisis terakhir ialah analisis model TCA, yang mana ia bertujuan untuk
membuktikan bahawa perisian RETIME mampu untuk menerima data dari kesemua
alat robotic total station model TCA. Bagi tujuan tersebut, cerapan telah dilakukan
menggunakan dua alat TCA1102 dan TCA1103. Hasil analisis PKDT telah
membuktikan kemampuan perisian RETIME untuk menerima data dari kesemua alat
model TCA keluaran Leica.
BAB 6
KESIMPULAN DAN CADANGAN
6.1
Pengenalan
Bab ini membincangkan kesimpulan mengenai perisian RETIME berserta
analisis yang telah dilaksanakan. Di samping itu, sebarang kajian lanjutan yang
relevan dengan kajian ini juga dibincangkan di dalam bab ini.
6.2
Kesimpulan
Kajian ini telah membincangkan mengenai prosedur yang digunakan bagi
membenarkan komunikasi data dilakukan antara alat robotic total station TCA2003
dan komputer. Selain itu, sebuah perisian juga telah dibina bagi membenarkan
perolehan data dari alat robotic total station TCA2003 dilakukan secara masa hakiki
atau menghampiri masa hakiki. Maka dengan itu, kesimpulan yang dapat dibuat
berdasarkan beberapa perkara seperti berikut:
147
1. Masalah kajian.
2. Prosedur komunikasi data;
3. Pembinaan perisian RETIME;
4. Kemampuan perisian RETIME; dan
5. Keputusan analisis.
6.2.1
Masalah Kajian
Di dalam bidang kejuruteraan Geomatik, prosedur komunikasi data
merupakan aplikasi yang sangat berlainan. Oleh itu, sebelum kajian ini dilaksanakan,
pemahaman mengenai konsep komunikasi data telah dibuat terlebih dahulu. Untuk
membina program bagi membenarkan komunikasi data antara alat dan komputer,
terdapat beberapa perkara yang perlu diambilkira seperti yang telah dibincangkan di
dalam Seksyen 2.3. Di dalam Bab 3 pula telah dibincangkan mengenai protokol
GeoCOM yang digunakan untuk membina program komunikasi data. Masalah
pertama yang timbul ialah semasa penulisan kod program bagi tujuan komunikasi
data. Walaupun terdapat rujukan bagi menggunakan protokol GeoCOM tetapi contoh
yang diberikan hanya sesuai untuk pengguna yang mahir. Oleh itu, ujian komunikasi
telah dilakukan berulang kali sehinggalah komunikasi data berjaya dilakukan.
Seperti yang dibincangkan di dalam Seksyen 4.2.1, masalah kedua yang
timbul ialah semasa proses membaca data cerapan. Walaubagaimanapun, masalah ini
dapat diatasi dengan menggunakan fungsi Timer.
Masalah ketiga ialah mengenai hitungan yang dilakukan terhadap data
mentah yang diterima dari alat robotic total station TCA2003. Perkara ini berlaku
berikutan nilai π (phi) yang digunakan ( 22 7 ) tidak selaras dengan nilai yang
digunakan oleh alat (rujuk Seksyen 4.2.2.1). Oleh itu, setiap kali analisis
perbandingan data cerapan dilakukan, data yang diterima mempunyai perbezaan
148
yang tinggi berbanding data yang dipaparkan pada alat robotic total station
TCA2003.
6.2.2
Prosedur Komunikasi Data
Kajian yang dilakukan adalah tertumpu kepada pembinaan perisian yang
membenarkan komunikasi data dilakukan antara alat robotic total station TCA2003
dan komputer. Bagi kajian ini, protokol GeoCOM telah digunakan bagi tujuan
komunikasi data. Protokol GeoCOM menggunakan mod penghantaran jenis
synchronous kerana proses penghantaran data dilakukan secara blok atau kumpulan.
Manakala jenis penghantaran yang digunakan pula ialah half-duplex kerana ianya
melibatkan komunikasi dua arah tetapi hanya satu komunikasi yang dibenarkan bagi
satu masa. Sesuai dengan situasi kerja pengukuran yang dilakukan di kawasan
lapangan, maka kaedah penghantaran bersiri telah digunakan di dalam kajian ini.
6.2.3
Pembinaan Perisian RETIME
Pembinaan perisian RETIME telah dilakukan mengikut peringkat, yang mana
setiap peringkat mewakili modul-modul yang berasingan. Modul yang terdapat di
dalam perisian RETIME termasuklah modul komunikasi data, hitungan dan
penukaran format.
Setiap modul yang dibina mempunyai fungsinya sendiri, sebagai contoh
modul komunikasi data berfungsi untuk menerima data dari alat robotic total station
TCA2003. Modul hitungan pula berfungsi untuk menghitung koordinat tiga dimensi
(X, Y dan Z). Manakala modul penukaran format digunakan untuk menukarkan
149
format perisian RETIME kepada format perisian STAR*NET bagi tujuan
membenarkan
proses
analisis
PKDT
dilaksanakan
menggunakan
perisian
STAR*NET.
6.2.4
Kemampuan Perisian RETIME
Antara kemampuan lain perisian RETIME selain daripada memperoleh data
secara masa hakiki ialah melakukan hitungan (menghasilkan koordinat 3 dimensi
secara masa hakiki) dan menukar format susunan data dari perisian RETIME kepada
perisian STAR*NET.
Bagi tujuan semakan, setiap cerapan yang dilakukan telah dipaparkan pada
kotak ‘Data Screening’. Manakala bagi setiap cerapan yang mempunyai beza di luar
had yang dibenarkan telah dinyatakan pada kotak ‘Data Checking’ (rujuk Seksyen
5.5 untuk keterangan lanjut).
Selain daripada alat robotic total station TCA2003, analisis model TCA juga
telah membuktikan bahawa perisian RETIME mampu untuk menerima data dari
kesemua alat keluaran Leica model TCA.
6.2.5
Keputusan Analisis
Merujuk Bab 6, terdapat lima analisis perbandingan yang telah dijalankan
iaitu perbandingan data cerapan RETIME dan APSWin V1.42, perbandingan data
cerapan dan terlaras, perbandingan data dari perisian hitungan, perbandingan data
cerapan kesasaran dinamik dan perbandingan data cerapan TCA1102 dan TCA1103.
150
Empat analisis pertama dilaksanakan bagi mengesahkan sama ada data yang
diterima oleh perisian RETIME boleh diterimapakai atau tidak. Analisis pertama
dilakukan dengan membandingkan data cerapan perisian RETIME dengan bacaan
pada alat robotic total station TCA2003 dan bacaan yang diterima oleh perisian
APSWin V1.42. Analisis kedua pula melibatkan proses cerapan gabungan triangulasi
dan trilaterasi. Data cerapan tersebut telah diproses menggunakan analisis PKDT dan
ujian khi-kuasa dua telah digunakan bagi menentukan kualiti data cerapan tersebut.
Analisis ketiga merupakan analisis yang dilaksanakan untuk menentukan bahasa
pengaturcaraan yang digunakan mampu untuk memberikan hasil hitungan yang
betul. Oleh itu, perbandingan hitungan telah dibuat antara Microsoft Visual Basic
V6.0 dengan Microsoft Visual C++ V6.0,
Fortran Power Station V4.0 dan
MATLAB V6.1. Seterusnya analisis data cerapan kesasaran dinamik, yang mana
cerapan telah dilakukan terhadap objek sebenar. Semasa proses cerapan dilakukan,
dua prisma telah digerakkan bagi melihat kemampuan perisian RETIME mengesan
sebarang pergerakan yang berlaku. Secara keseluruhan, analisis yang dilakukan telah
menunjukkan bahawa data yang diterima oleh perisian RETIME boleh diterimapakai
dan sesuai digunakan bagi tujuan kerja pengukuran.
Perisian RETIME dibina menggunakan alat robotic total station TCA2003,
yang mana alat tersebut merupakan salah satu model TCA keluaran Leica. Oleh itu,
analisis telah dilaksanakan bagi membuktikan kemampuan perisian RETIME
menerima data daripada kesemua jenis alat keluaran Leica model TCA. Bagi
melaksanakan analisis ini, cerapan telah dilakukan dengan menggunakan alat robotic
total station TCA1102 dan TCA1103. Kemudian data cerapan diproses
menggunakan analisis PKDT dan ujian khi-kuasa dua telah digunakan untuk melihat
kualiti data tersebut. Keputusan yang diperoleh menunjukkan perisian RETIME
mampu untuk menerima data dari semua alat model TCA.
151
6.3
Cadangan Masa Hadapan
Pembinaan perisian RETIME dilakukan mengikut skop kajian yang telah
dirancang iaitu bagi membina sebuah perisian yang membenarkan perolehan data
masa hakiki. Walaubagaimanapun, terdapat beberapa perkara yang perlu ditambah
supaya perisian ini menjadi lebih mantap dan mudah untuk digunakan. Berikut
dibincangkan beberapa perkara yang boleh dilakukan bagi kajian akan datang untuk
lebih memantapkan lagi perisian RETIME.
Bagi tujuan menghasilkan data terlaras, perisian STAR*NET yang
merupakan perisian komersial bagi tujuan melaksanakan analisis pelarasan kuasa dua
terkecil telah digunakan. Penggunaan perisian STAR*NET memberikan analisis
selepas proses cerapan selesai dilakukan atau lebih dikenali sebagai ‘post
processing’. Oleh itu, bagi kajian masa depan, dicadangkan supaya program bagi
melaksanakan analisis pelarasan kuasa dua terkecil dapat disediakan bersama dengan
perisian RETIME.
Di dalam perisian STAR*NET, terdapat fungsi yang memaparkan jaringan
cerapan berserta selisih ellipsoid bagi data yang diproses. Oleh itu, ingin juga
dicadangkan di sini supaya paparan grafik mengenai jaringan cerapan dapat
disediakan bagi rujukan pengguna. Perkara ini mungkin akan lebih baik jika
cadangan di atas (analisis pelarasan) dilaksanakan terlebih dahulu, maka lakaran
jaringan cerapan yang dilakukan adalah berdasarkan maklumat terlaras.
Di dalam perisian RETIME, terdapat paparan yang memberikan amaran jika
cerapan yang dilakukan mempunyai beza melebihi had yang ditetapkan berbanding
cerapan bagi epok pertama (rujuk Seksyen 5.5). Bagi menambahbaik paparan ini,
dicadangkan supaya di tambah paparan dalam bentuk graf seperti yang terdapat di
dalam perisian APSWin V1.42.
152
Merujuk perisian APSWin V1.42, perisian tersebut mempunyai fungsi
‘Learn’ yang berfungsi untuk mengajar alat mengenal stesen cerapan. Oleh itu,
pengguna hanya perlu mengajar alat mengenal stesen cerapan, kemudian cerapan
akan dilakukan sendiri oleh alat tanpa memerlukan pengguna mengarahkan alat ke
stesen-stesen cerapan. Di dalam protokol GeoCOM, fungsi untuk mengawal
pergerakan alat ada disediakan iaitu fungsi ‘Automation’ (rujuk Seksyen 3.1). Bagi
kajian ini, fungsi ‘Automation’ tidak dikaji dengan sepenuhnya. Oleh itu,
dicadangkan supaya kajian mengenai fungsi ini dapat dilakukan supaya penggunaan
perisian RETIME akan lebih baik dan prosedur penggunaannya akan lebih mudah.
Sistem cerapan yang digunakan oleh perisian RETIME ialah sistem polar.
Oleh itu, proses komunikasi data yang dilakukan hanya melibatkan satu alat sahaja.
Walaubagaimanapun adalah tidak mustahil untuk menghubungkan dua atau lebih alat
(total station atau robotic total station) dalam satu masa. Bagi tujuan melakukan
lebih dari satu komunikasi dalam satu masa, pemahaman mengenai fungsi ‘MultiThread’ amat diperlukan. Mungkin kajian lebih lanjut mengenai fungsi ini dapat
dilakukan pada masa akan datang dan seterusnya sistem cerapan ‘Multi Theodolite
Measurement’ akan dapat dilakukan.
6.4
Rumusan
Berdasarkan kesimpulan yang dibuat, jelas menunjukkan kajian ini telah
mencapai objektifnya. Analisis yang dilakukan telah berjaya membuktikan data yang
diterima oleh perisian RETIME dari alat robotic total station TCA2003 adalah betul
dan perisian RETIME juga mampu untuk menerima data dari kesemua alat model
TCA. Manakala cadangan kajian lanjutan telah membincangkan sebarang kajian
yang sesuai bagi memantapkan lagi perisian RETIME.
153
RUJUKAN
Abdul Wahid Idris & Halim Setan (1997). Pelarasan Ukur. Dewan Bahasa dan
Pustaka, Kuala Lumpur.
Anderson, J. M. & Mikhail E. M. (1998). Surveying: Theory and Practice. Seventh
Edition. United States of America. WCB/McGraw-Hill.
Antiquesurveying. Optical Tooling Instruments & Accessories. [Online] Available
http://www.antiquesurveying.com/optical_tooling_instruments.htm,
Disember 12, 2004.
Babu, D. S. (1998). Computer Science. New Delhi. Tata McGraw-Hill Publishing
Company Limited.
Bayly, D. A. (1991). Machinery Alignment Monitoring with An Electronic Theodelite
System. USCE Publication No. 20041. Department of Surveying Engineering,
The Calgary University, Calgary, Canada: Ph.D. Thesis.
154
Deitel, H. M. & Deitel, P. J. (1999). Visual Basic 6 How To Program. Upper Saddle
River, New Jersey. Prentice Hall, Inc.
Deitel, H. M. & Deitel, P. J. (2001). C++ How To Program. Third Editon. Upper
Saddle River, New Jersey. Prentice Hall, Inc.
Duffy, M. A., Hill, C., Whitaker, C., Chrzanowski, A., Lutes, J. and Bustin, G.
(2001). An Automated and Integrated Monitoring Program For Diamond
Valley Lake in California. Proceeding 10th FIG Symposium on Deformation
Measurement. March 19-22. Orange, California.
Geodimeter (1995). User Manual - Geodimeter System 500. Sixth Edition.
EkonomiPrint AB, Sweden.
Godbole, A. S. (2002). Data Communications and Networks. Tata McGraw-Hill
Publishing Company Limited, New Delhi.
Green, D. C. (1996). Data Communication. Second Edition. Addison Wesley
Longman Limited, Edinburgh Gate, Harlow, Essex CM20 2JE, England.
Hein, G. W. & Riedl, B. (2003). Real-Time Monitoring of Highway Bridges Using
“DREAMS”. Proceeding 11th FIG Symposium on Deformation
Measurements. Santorini, Greece.
155
Held, G. (2002). Understanding Data Communications. Seventh Edition. United
States of America. Addison Wesley.
Joyce, E. D. (2006). Angle Measurement. Department of Mathematics and Computer
Science, Clark University, Worcester.
Kamaluddin Mohd. Omar & Abd. Majid A. Kadir. (1999). Pelarasan Ukur 1. Fakulti
Kejuruteraan dan Sains Geoinformasi, UTM: Nota Kuliah.
Kodak. Kodak DC 50 Digital Camera. [Online] Available
http://shopping.yahoo.com/p:Kodak%20DC%2050%20Digital%20Came
ra:1990600595, Disember 12, 2004a.
Kodak. INCA Camera. [Online] Available
http://www.geodetic.com/inca2.htm, Disember 12, 2004b.
Leica (1998). APSWin for Windows Version 1.42 Automatic Polar System.
Switzerland: User Manual.
Leica (1999). GeoCOM Reference Manual. Leica Geosystems AG: Application
Report.
Leica (2000). TPS-System 1000 for Electronic Theodolites And Total Station. Leica
Geosystems AG: Application Report.
156
Leica (2001a). TPS1100 Profesional Series. Leica Geosystems AG, Heerburgg,
Switzerland
Leica (2001b). Surveying Experts: Unique. Leica Geosystems AG, Heerburgg,
Switzerland
Leica (2001c).Axyz-Practice Report. Leica Geosystems AG, Unterentfelden,
Switzerland.
Leica (2002). TPS1100 Profesional Series-Technical Data. Leica Geosystems AG,
Heerburgg, Switzerland
Leica. SR20 GPS Receiver. [Online] Available
http://www.leica-geosystems.com/corporate/en/ndef/lgs_4710.htm,
Disember 12, 2004.
Leica (2005). Leica Industrial Theodolites & Total Stations. Leica Geosystems AG,
Unterentfelden, Switzerland.
Leica (2006). Axyz-Build and Inspect. Leica Geosystems AG, Unterentfelden,
Switzerland.
157
Lutes, J., Chrzanowski, A., Bustin, G. & Whitaker, C. (2001). DIMONS Software
For Automatic Data Collection And Automatic Deformation Analysis.
Proceeding 10th FIG Symposium on Deformation Measurement. March 1922. Orange, California: 101 – 109.
McKenzie, A. (2002). TPS NEWS 2002. Leica Geosystems AG, CH-9435, WildHeerbrugg, Herrbrugg, Switzerland.
Mohd Aizani Maarof & Abdul Hanan Abdullah (2003). Komunikasi Data. Fakulti
Sains Komputer dan Sistem Maklumat, UTM: Universiti Teknologi Malaysia.
Mueller, M. (1999). GSI Online for Leica TPS. Leica Geosystems AG, Heerburgg,
Switzerland.
National Instruments. Serial Communication General Concepts. [Online] Available
http://digital.ni.com/public.nsf/websearch/2ad81b9060162e708625678c00
6dfc62?OpenDocument, April 10, 2005.
Radovanovic, R. S. & Teskey, W. F. (2001). Dynamic Monitoring of Deforming
Structure: GPS Versus Robotic Tacheometry System. Proceeding 10th FIG
Symposium on Deformation Measurement. March 19-22. Orange, California:
61 – 70.
158
Ranjit Singh (1999). Pelarasan Dan Analisis Jaringan Pengawasan Untuk
Pengesanan Deformasi Secara Geometri. Fakulti Kejuruteraan dan Sains
Geoinformasi, Universiti Teknologi Malaysia: Projek Sarjana.
Sippel, K. (2001). Modern Monitoring System Software Development. Proceeding
10th FIG Symposium on Deformation Measurements. Proceeding 10th FIG
Symposium on Deformation Measurement. March 19-22. Orange, California:
88 – 100.
Starnet V6. (2001). Reference Manual: Standard and Profesional Editions. Starplus
Software, Inc., CA 94610, Boulevard Way, Oakland.
TOPCON (1995). User Manual – Total Station GTS700. Bloomfield Computing
Services Pty Ltd, 408 Victoria Road, Gladesville, NSW, 2111 Australia.
Wan Aziz, W. A., Zulkarnaini, M. A. & Shu, K. K. (2005). The Deformation Study
of High Building Using RTK-GPS: A First Experience in Malaysia.
Proceeding FIG Working Week 2005 and GSDI-8. Cairo, Egypt.
Wild. Terrestrial Photogrammetric Camera. [Online] Available
http://www.bath.ac.uk/~absdfda/wells/p32.html, Mac 13, 2004.
Wild-Leitz (1988). Wild Instrument on Line. Wild-Heerbrugg, Herrbrugg,
Switzerland.
159
Wilkins, F. J. (1989). Integration Of A Coordinating System With Conventional
Metrology In The Setting Out Of Magnetic Lenses Of A Nuclear Accelerator.
Department of Surveying Engineering Technical Report No. 146, University
of New Brunswick, Fredericton, New Brunswick, Canada: M.Sc.E. Thesis.
Wilkins, R., Bastin, G. & Chrzanowski, A. (2003). Alert: A Fully Automated Real
Time Monitoring System. Proceeding 11th FIG Symposium on Deformation
Measurements. Santorini, Greece.
Wolf, P. R. & Ghilani, C. D. (1997). Adjustment Computations: Statistic and Least
Squares in Surveying and GIS. A Wiley-Interscience Publication, John Wiley
& Sons, Inc., 605 Third Avenue, New York, NY 10158-0012.
Wolf, P. R. & Ghilani, C. D. (2002). Elementary Surveying: An Introduction to
Geomatics. Tenth Edition. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey.
Zulkarnaini Mat Amin. (2002). Automasi Ukur. Fakulti Kejuruteraan dan Sains
Geoinformasi, UTM: Nota Kuliah.
160
Lampiran A: Penukaran Nilai Port Pada Komputer
1. Pilih butang Start pada desktop, kemudian pilih menu Control Panel (Rajah LA. 1).
Rajah LA. 1
Memilih menu Control Panel
2. Kemudian paparan menu seperti Rajah LA. 2 akan muncul, pengguna dikehendaki
memilih menu Performance and Maintenance.
Rajah LA. 2
Memilih menu Performance and Maintenance
3. Pada tetingkap Performance and Maintenance, pengguna dikehendaki memilih
menu System (Rajah LA. 3).
Rajah LA. 3
Memilih menu System
161
4. Tetingkap System Properties akan muncul, pilih butang Hardware dan diikuti
dengan butang Device Manager (Rajah LA. 4).
Rajah LA. 4
Butang Device Manager diperoleh dengan memilih menu
Hardware
5. Seperti yang dipaparkan pada Rajah LA. 5, tetingkap Device Manager akan
memaparkan semua jenis peralatan yang digunakan oleh komputer termasuk port
komunikasi.
Rajah LA. 5
Paparan peralatan yang digunakan oleh komputer
162
6. Jika port komunikasi komputer tidak sama dengan port komunikasi yang telah
ditetapkan, maka penukaran nilai port komunikasi dapat dilaksanakan dengan
menekan butang kanan tetikus dan seterusnya menu seperti yang dipaparkan pada
Rajah LA. 6 akan dipaparkan. Seterusnya pilih menu Properties.
Rajah LA. 6
Pemilihan
menu
Properties
bagi
membenarkan
tetingkap
Communication Port Properties dipaparkan
7. Pada tetingkap Communication Port Properties ini, butang Advance akan dipilih
(Rajah LA. 7).
Rajah LA. 7
Pemilihan butang Advance bagi membenarkan tetingkap Advance
Settings dipaparkan
163
8. Seterusnya tetingkap Advance Settings akan dipaparkan, pengguna hanya perlu
memilih butang muat turun Communication Port Number bagi menetapkan nilai port
komunikasi yang ingin digunakan (Rajah LA. 8).
Rajah LA. 8 Penetapan nilai port komunikasi dilaksanakan
164
Lampiran B : Penggunaan Perisian Starnet (Aplikasi Bagi Data Dari Perisian
Retime)
Menggunakan perisian Starnet memerlukan penggunaan dongle, yang mana
dongle ini berfungsi sebagai alat keselamatan bagi mengelakkan daripada berlaku
peniruan ke atas perisian sebenar. Walau bagaimanapun, perisian Starnet membenarkan
pemprosesan dilakukan bagi data kurang dari sepuluh stesen tanpa menggunakan
dongle. Berikut akan dibincangkan penggunaan perisian Starnet yang melibatkan
penggunaan data yang diperoleh daripada perisian Retime.
1. Setelah perisian Starnet dibuka, pergi kepada menu File dan pilih sama ada New
Project bagi membina fail projek baru atau Open Project jika mahu
menggunakan fail projek sedia ada.
Rajah LB.1
Membuka fail projek
165
2. Apabila fail projek sudah dipilih, pilih ikon Project Option bagi membuat
tetapan ke atas jenis analisis yang akan dilakukan. Pada tetingkap Project
Option, tetapan yang boleh dilakukan termasuklah jenis data sama ada 1 dimensi,
2 dimensi atau 3 dimensi, unit yang digunakan, nilai pemberat yang mahu
digunakan, sistem koordinat dan sebagainya.
Rajah LB.2
Tetingkap Project Option
3. Kemudian pilih ikon Input Data pula bagi memilih fail data yang akan dilakukan
analisis pelarasan kuasa dua terkecil. Pengguna boleh memasukkan seberapa
banyak fail data ke dalam Data File List dan bagi tujuan analisis pelarasan, pilih
satu fail yang akan diproses.
166
Rajah LB.3
Tetingkap Input Data
4. Selesai proses pemilihan data, maka analisis pelarasan kuasa dua terkecil boleh
dilaksanakan dengan memilih ikon Run Adjustment.
Rajah LB.4
Tetingkap yang memaparkan keputusan bagi analisis pelarasan
kuasa dua terkecil yang dilaksanakan
167
5. Bagi tujuan melihat maklumat yang diperoleh selepas proses analisis pelarasan
kuasa dua terkecil dilakukan, pilih ikon Listing. Pada paparan Listing, semua
maklumat mengenai data mentah, pemberat dan data terlaras akan disenaraikan.
Rajah LB.5
Maklumat mengenai data terlaras yang disenaraikan pada
tetingkap Listing
6. Lakaran bagi rangkaian cerapan yang dilakukan boleh di lihat dengan memilih
ikon Network Plotting. Paparan ini juga ada menunjukkan error ellipse bagi
setiap titik cerapan.
168
Rajah LB.6
Lakaran bagi stesen cerapan
169
Lampiran C: Prosedur Penggunaan Perisian RETIME
Untuk memulakan komunikasi, kabel RS-232 perlu digunakan untuk
menghubungkan komputer dan alat robotic total station TCA2003 (Rajah LC. 1).
Kabel
RS-232
Rajah LC. 1 Penggunaan kabel RS-232 bagi menghubungkan alat robotic total station
TCA2003 dan komputer
Sekiranya pemasangan kabel RS-232 pada alat robotic total station TCA2003
dan komputer tidak sempurna, maka komunikasi tidak berjaya dan kekotak amaran
seperti Rajah LC. 2 dipaparkan.
Rajah LC. 2 Kekotak amaran yang dipaparkan jika pemasangan kabel RS-232 tidak
dilakukan dengan kemas
170
Setelah kabel RS-232 dipasang bagi menghubungkan komputer dan alat robotic
total station TCA2003, maka prosedur seterusnya ialah proses tetapan pada alat robotic
total station TCA2003. Setelah proses ini berjaya, kemudian proses komunikasi data
dapat dilakukan menggunakan perisian RETIME. Berikut merupakan penerangan
mengenai prosedur tetapan yang perlu dilakukan pada alat robotic total station
TCA2003 bagi membenarkan komputer (perisian RETIME) mengenalpasti alat:
1. Perkara pertama yang perlu dilakukan ialah proses pemusatan dan
pengarasan pada alat supaya tiada selisih berlaku semasa cerapan dilakukan.
Jika proses pengarasan tidak dilakukan dengan baik, maka kekotak amaran
yang menyatakan bahawa bacaan sudut tidak dijamin kejituannya dipaparkan
(Rajah LC. 3).
Rajah LC. 3 Kekotak amaran yang dipaparkan jika pengarasan alat robotic total
station TCA2003 tidak dilakukan dengan baik
Berikut merupakan prosedur yang boleh digunakan untuk tujuan pemusatan
dan pengarasan alat robotic total station TCA2003 (Leica, 2000):
i.
Dirikan alat mengikut ketinggian yang sesuai dan pastikan alat berada
dalam keadaan hampir dengan titik di tanah;
ii.
Kemudian aktifkan fungsi laser plummet dengan menekan butang
“Illumination” pada alat (rujuk Rajah LC. 4);
171
Enter
Rajah LC. 4 Paparan utama alat robotic total station TCA2003
iii.
Dengan berpandukan laser plummet, gerakkan tribrak alat sehingga
tepat pada titik di tanah;
iv.
Setelah proses pemusatan selesai dilakukan, laraskan pula skru yang
terdapat pada tribrak sehingga gelembung udara berada di tengah
bulatan seperti yang dipaparkan pada Rajah LC. 5;
v.
Kemudian aktifkan pula fungsi “Electronic buble” yang terdapat pada
alat untuk mengaras alat menggunakan gelembung elektronik (Rajah
LC. 6); dan
vi.
Semak semula pemusatan alat dengan melihat laser plummet.
172
Gelembung udara
Laser plummet
Rajah LC. 5 Pemusatan
alat
menggunakan
laser
plummet
dan
pengarasan
menggunakan gelembung udara (Leica, 2000)
Rajah LC. 6 Pengarasan alat menggunakan electronic bubble
2. Setelah proses di atas selesai, seterusnya proses tetapan pada alat dilakukan.
Kajian ini telah menggunakan alat robotic total station TCA2003 yang
mempunyai fungsi ATR (rujuk Seksyen 2.2). Oleh itu, sebelum cerapan
dilakukan fungsi ATR perlu diaktifkan terlebih dahulu. Berikut merupakan
prosedur yang perlu dilakukan untuk mengaktifkan fungsi ATR pada alat
(Leica, 2000):
173
i.
Pada menu utama alat (Rajah LC. 4), pilih butang “Other functions”;
dan
ii.
Kemudian paparan seperti Rajah LC. 7 kelihatan dan pilih butang
“F1” untuk mengaktifkan fungsi ATR.
Rajah LC. 7 Paparan menu Other functions (Leica, 2000)
3. Untuk membenarkan komunikasi menggunakan alat robotic total station
TCA2003 dilakukan, pergi kepada on-line mode, pilih menu “Extra” dengan
menekan butang “F1” (Rajah LC. 4);
4. Kemudian pilih menu “On-line mode (GeoCom)” pada paparan seperti
Rajah LC. 8, pemilihan boleh dilakukan dengan menekan butang “1” atau
butang “Enter” (rujuk Rajah LC. 4); dan
Rajah LC. 8 Paparan yang membenarkan pemilihan “On-line mode (GeoCom)
dilakukan (Leica, 2000)
174
5. Apabila menu “On-line mode (GeoCom)” dipilih, paparan seperti Rajah LC.
9 terpapar, yang mana ia berfungsi untuk memastikan sama ada pengguna
sememangnya mahu memilih “On-line mode (GeoCom)” atau tidak. Untuk
pergi kepada “On-line mode (GeoCom)” pilih arahan “YES” dengan
menekan butang “F5”.
Rajah LC. 9 Paparan terakhir sebelum tetapan menu “On-line mode (GeoCom)”
dilaksanakan (Leica, 2000)
Selesai proses tetapan pada alat robotic total station TCA2003 dilakukan,
kemudian tetapan pada perisian RETIME pula dilakukan. Berikut dinyatakan proses
tetapan yang perlu dilakukan pada perisian RETIME:
1. Pada antaramuka utama, pilih butang ‘Data Capturing’ seperti yang
dipaparkan pada Rajah LC. 10 di bawah;
Rajah LC. 10
Antaramuka utama perisian RETIME
175
2. Kemudian, tetingkap seperti dalam Rajah LC. 11 dipaparkan. Pada tetingkap
ini, pilih butang ‘Setup’ bagi menetapkan parameter komunikasi;
Rajah LC. 11
Tetingkap Data Capturing
3. Pada tetingkap ‘Communication Setup’ (Rajah LC. 12), terdapat beberapa
parameter yang boleh dan perlu diubah atau ditetapkan supaya proses
komunikasi data berjaya. Bahagian serial port memerlukan tetapan nilai port
komunikasi yang digunakan pada komputer seperti yang telah diterangkan
pada Seksyen 4.2.1. Manakala tetapan nilai baud rate pula dilakukan bagi
menentukan kelajuan komunikasi data. Merujuk Rajah LC. 12, nilai serial
port yang telah ditetapkan pada perisian RETIME ialah com 1, manakala
nilai baud rate ialah 9600 sesuai dengan nilai yang digunakan oleh alat
robotic total station TCA2003 (rujuk Seksyen 4.2.1); dan
176
Rajah LC. 12
Tetingkap Communication Setup yang berfungsi sebagai tetapan
bagi parameter komunikasi
4. Setelah semua tetapan parameter komunikasi selesai dilakukan, maka proses
komunikasi dilakukan dengan menekan butang Go Online seperti yang
dipaparkan pada Rajah LC. 13 di bawah.
Rajah LC. 13
Butang Go Online yang digunakan untuk membenarkan
komunikasi antara alat robotic total station TCA2003 dan komputer
Setelah langkah-langkah di atas selesai dilakukan, maka komunikasi ditentukan
sama ada berjaya atau tidak berdasarkan paparan pada bar panel selepas butang Go
online ditekan. Rajah LC. 14 memaparkan contoh paparan pada bar panel yang
menyatakan komunikasi berjaya.
177
Rajah LC. 14
Bar panel yang menunjukkan komunikasi berjaya
Untuk memastikan komunikasi berjaya, antara perkara-perkara yang perlu diberi
perhatian ialah pemasangan kabel RS-232 perlu dilakukan dengan kemas dan penetapan
parameter komunikasi perlu dibuat selaras dengan tetapan yang sesuai dengan komputer
dan alat robotic total station TCA2003.
Perisian
RETIME
dibina
berasaskan
sistem
polar.
Prosedur
cerapan
menggunakan sistem ini memerlukan satu titik dan satu garis rujukan bagi tujuan
pemindahan koordinat kepada titik-titik yang lain (Anderson & Mikhail, 1998). Rajah
Rajah LC. 15 memaparkan prosedur cerapan menggunakan sistem polar, yang mana
titik O merupakan stesen yang diduduki, manakala garis OA pula merupakan garisan
rujukan. Berdasarkan titik O dan garisan OA, cerapan dilakukan ke titik B dan C. Nilai
cerapan sudut ( θ1 dan θ 2 ) dan jarak ( r1 dan r2 ) digunakan untuk menghasilkan
koordinat bagi titik B dan C.
178
Rajah LC. 15
Prosedur cerapan menggunakan sistem polar
Oleh itu, bagi menggunakan perisian RETIME, setiap maklumat mengenai stesen
yang diduduki perlu dimasukkan. Perkara ini perlu berikutan setiap hitungan dan
pengiraan koordinat bagi objek cerapan atau prisma dihitung berdasarkan maklumat dari
stesen diduduki dan cerapan yang dijalankan. Berikut diterangkan langkah serta
prosedur yang perlu bagi memasukkan data dan maklumat yang diperlukan ke dalam
perisian RETIME:
179
1. Pada tetingkap ‘Data Capturing’ (Rajah LC. 11), pergi kepada bahagian
‘Tolerance’ bagi menetapkan had beza cerapan sudut dan jarak antara epok
pertama dan epok-epok seterusnya. Oleh kerana kajian ini menggunakan alat
robotic total station TCA2003, maka tetapan sedia ada bagi beza cerapan
sudut yang dibenarkan ialah satu saat dan satu milimeter bagi jarak.
Pemilihan ini dibuat berdasarkan spesifikasi cerapan alat robotic total station
TCA2003. Setelah penentuan beza cerapan dibuat, pilih pula butang ‘Station
Information’;
2. Apabila butang ‘Station Information’ ditekan, tetingkap seperti Rajah LC.
16 di bawah dipaparkan. Masukkan maklumat nombor stesen, nilai koordinat
sebenar atau anggaran pada kotak ‘Coor (X)’ bagi nilai x, ‘Coor (Y)’ bagi
nilai y dan ‘Coor (Z)’ bagi nilai ketinggian titik tersebut. Pada kotak
‘Instrument Height’ isikan nilai ketinggian alat dan seterusnya masukkan
nilai sudut rujukan pada kotak ‘Horizontal Angle’ (rujuk Rajah LC. 21 bagi
penerangan prosedur kemasukan sudut). Nilai yang dipaparkan pada Rajah
LC. 16 merupakan nilai sedia ada pada perisian RETIME dan nilai tersebut
boleh ditukar;
Rajah LC. 16
Tetingkap ‘Station Information’ yang membenarkan kemasukan
maklumat mengenai stesen yang diduduki
180
3. Setelah maklumat bagi stesen yang diduduki selesai dimasukkan, kemudian
maklumat bagi stesen cerapan pula perlu diisi di bahagian ‘Target
Information’ pada tetingkap ‘Data Capturing’ (Rajah LC. 17). Maklumat
yang perlu dimasukkan ialah mengenai bilangan stesen yang di cerap pada
kotak ‘No. Observations’, nombor stesen cerapan pada kotak ‘Station’ dan
ketinggian stesen cerapan pada kotak ‘Target Height’. Manakala kotak ‘Job
Name’ berfungsi untuk memaparkan nama fail yang digunakan untuk
menyimpan data cerapan; dan
Rajah LC. 17
Bahagian yang digunakan untuk mengisi maklumat cerapan
4. Selesai kesemua maklumat mengenai stesen yang diduduki dan stesen
cerapan diisi, maka proses cerapan boleh dilaksanakan dengan menekan
butang ‘Measure’ pada bahagian ‘Distance Measurement’ (Rajah LC. 18).
Rajah LC. 18
Butang ‘Measure’ yang digunakan untuk mencerap jarak
Bagi memastikan data yang diperoleh boleh digunakan, maka semasa proses
memasukkan maklumat mengenai stesen cerapan dan stesen yang diduduki perlulah
dilakukan dengan teliti. Sebarang kesilapan semasa proses kemasukan maklumat akan
mempengaruhi maklumat atau data cerapan yang diperoleh.
181
Bagi menghasilkan maklumat terlaras, perisian STAR*NET telah digunakan.
Perisian STAR*NET menyediakan pelbagai jenis format data bergantung kepada jenis
cerapan yang dibuat. Bagi kajian ini, data yang terlibat ialah sudut ufuk, jarak cerun,
jarak ufuk, sudut zenith, beza tinggi dan seterusnya koordinat. Oleh itu, susunan yang
menggunakan kod ‘BM’ telah dipilih sebagai format susunan bagi perisian STAR*NET
(rujuk Rajah 4.8).
Bagi tujuan di atas, sebuah modul telah disediakan di dalam perisian RETIME,
yang mana ia berfungsi untuk menukarkan format susunan data dari perisian RETIME
kepada format susunan STAR*NET. Tujuan utama modul ini dibina adalah bagi
menghasilkan data terlaras menggunakan perisian STAR*NET. Berikut merupakan
prosedur bagi menggunakan modul penukaran format dari format susunan RETIME
kepada STAR*NET:
1. Pada antaramuka utama, pilih butang ‘Data Covert (Starnet Format)’ seperti
yang dipaparkan pada Rajah LC. 10. Kemudian tetingkap seperti yang
dipaparkan pada Rajah LC. 19 kelihatan;
Rajah LC. 19
Tetingkap bagi modul ‘Penukaran Format’
182
2. Pada tetingkap “Convert (Starnet)”, pilih butang “Add File” bagi tujuan
memilih fail RETIME yang akan ditukarkan formatnya kepada format
perisian STAR*NET. Bagi cerapan yang mempunyai banyak stesen
diduduki, maka datanya disimpan di dalam fail-fail yang berbeza. Untuk
menggabungkan kesemua fail tersebut ke dalam satu fail STAR*NET, tekan
sahaja butang “Add File” dan pilih fail-fail tersebut. Bagi tujuan semakan,
kotak paparan yang terdapat pada tetingkap “Convert (Starnet)” memaparkan
nama-nama fail yang sudah dipilih;
3. Kemudian pilih butang “Starnet File” bagi tujuan menyediakan satu fail
untuk menyimpan data yang telah ditukar formatnya kepada format
STAR*NET. Fail ini digunakan untuk melaksanakan proses analisis
pelarasan kuasa dua terkecil menggunakan perisian STAR*NET;
4. Di dalam perisian STAR*NET, pengguna dibenarkan untuk memilih jenis
data yang digunakan bagi tujuan analisis pelarasan data tiga dimensi, sama
ada jarak cerun dan zenit atau jarak ufuk dan beza tinggi. Oleh itu, modul
penukaran format ini juga ada menyediakan bahagian yang membenarkan
pemilihan format data tersebut bergantung kepada kesesuaian pengguna.
Pemilihan format tersebut dapat dilakukan pada bahagian “3D Format Data”;
5. Setelah selesai semua proses di atas, maka proses penukaran format boleh
dilaksanakan dengan memilih butang “Convert”. Pilih butang “OK” untuk
pergi ke antaramuka utama; dan
6. Untuk membuka perisian STAR*NET (jika perisian tersebut terdapat di
dalam komputer), pilih butang Starnet di antaramuka utama (rujuk Rajah
LC. 10).
Di dalam perisian RETIME, semasa melakukan proses cerapan, terdapat
beberapa paparan yang boleh di lihat. Antara fungsi paparan tersebut termasuklah untuk
memaparkan bacaan semasa cerapan dilakukan, senarai bacaan cerapan dan amaran
bagi cerapan yang mempunyai perbezaan bacaan yang melebihi had yang dibenarkan.
Perbezaan cerapan dibuat dengan merujuk cerapan bagi epok pertama.
183
Rajah LC. 20 memaparkan bahagian yang berfungsi untuk memaparkan bacaan
cerapan semasa, yang mana pengguna boleh melihat sebarang perubahan sudut pada
paparan tersebut.
Rajah LC. 20
Paparan bacaan semasa
Paparan pada Rajah LC. 20 menunjukkan bacaan sudut dalam bentuk darjah,
minit dan saat, yang mana kaedah bacaannya adalah seperti berikut (Rajah LC. 21):
283.5522
283º 55’ 22”
Rajah LC. 21
Prosedur bacaan sudut
Paparan Data Screening pula berfungsi untuk menyenaraikan kesemua bacaan
bagi cerapan yang dilakukan pada masa tersebut. Ia berfungsi untuk memudahkan
pengguna menyemak sebarang masalah atau selisih yang berlaku pada cerapan. Rajah
LC. 22 memaparkan paparan Data Screening.
Rajah LC. 22
Paparan
mengenai data cerapan
Data
Screening
yang
menyenaraikan
maklumat
184
Semasa melakukan proses cerapan atau pengukuran, adalah menjadi kebiasaan
apabila cerapan yang dilakukan buat kali kedua dan seterusnya tidak sama dengan
bacaan pertama. Lazimnya, perkara ini berlaku disebabkan oleh selisih rawak. Oleh itu,
pemantauan perlulah dilakukan supaya beza cerapan antara setiap epok berada di dalam
lingkungan had yang dibenarkan. Bagi tujuan pemantauan, perisian RETIME telah
menyediakan paparan Data Checking, yang mana paparan ini berfungsi untuk
memaparkan nilai cerapan yang mempunyai perbezaan di luar had yang ditetapkan
dengan merujuk kepada bacaan epok pertama. Had bagi beza cerapan boleh ditentukan
oleh pengguna dengan menetapkan nilai tersebut pada bahagian ‘Tolerance’ yang
terdapat pada tetingkap ‘Data Capturing’ (rujuk Rajah LC. 11). Rajah LC. 23
memaparkan paparan Data Checking.
Rajah LC. 23
Paparan Data Checking yang memberikan amaran jika cerapan
mempunyai perbezaan di luar had yang telah ditetapkan
185
Lampiran D: Maklumat Yang Dihasilkan Oleh Setiap Modul Perisian RETIME
186
Lampiran E: Prosedur Penggunaan Perisian APSWin V1.42
1. Sebelum membuka perisian, pastikan dongle (bulatan berwarna merah) dan kabel
RS-232 (bulatan berwarna kuning) telah dipasangkan dengan betul dan kemas
seperti yang dipaparkan pada Rajah LE. 1 di bawah.
Rajah LE. 1
Pemasangan dongle perisian APSWin V1.42 dan kabel RS-232
2. Apabila perisian APSWin V1.42 dibuka, antara muka seperti yang dipaparkan pada
Rajah LE. 2 di bawah akan kelihatan.
Rajah LE. 2
Antara muka utama perisian APSWin V1.42
187
3. Sebelum memulakan proses cerapan, sebuah fail kerja perlu dibina terlebih dahulu.
Untuk tujuan itu, pergi kepada menu File dan pilih arahan New. Kemudian paparan
seperti Rajah LE. 3 di bawah akan kelihatan.
Rajah LE. 3
Tetingkap yang dipaparkan bagi tujuan membina fail kerja
4. Setelah fail kerja dibina, pilih menu Setup dan diikuti dengan arahan Units bagi
tujuan menukar unit ukuran seperti yang diperlukan. Rajah LE. 4 memaparkan
tetingkap unit dan parameter-parameter yang dibenarkan untuk ditukar.
Rajah LE. 4
dilakukan
Tetingkap Units yang membenarkan tetapan unit pengukuran
188
5. Selesai tetapan unit pengukuran dilakukan, tetapan format koordinat pula akan
dilakukan. Bagi tujuan itu, pilih menu Setup dan diikuti dengan arahan Coordinate
Display Format.
Rajah LE. 5
Tetingkap yang membenarkan tetapan bagi format koordinat
6. Bagi tujuan komunikasi antara alat robotic total station TCA2003 dan komputer,
pilih ikon ‘H’ atau Hardware. Pilih butang Initialize bagi tujuan membuat pemilihan
jenis alat robotic total station yang akan digunakan.
Rajah LE. 6
Tetingkap Hardware Configuration yang membenarkan proses
komunikasi antara robotic total station TCA2003 dan komputer
189
7. Pada tetingkap Polar Station Parameters, pemilihan alat total station boleh
dilakukan pada menu ‘Theodolite type’ dan parameter-parameter yang lain juga
boleh ditukar mengikut kesesuaian cerapan yang akan dilakukan.
Rajah LE. 7
Tetingkap
Polar
Station
Parameters
yang
membenarkan
pemilihan jenis total station dilakukan
8. Setelah komunikasi berjaya, pergi pula kepada menu Station dan pilih arahan
Manual Position Input bagi menukar nilai koordinat titik stesen, ketinggian alat dan
bacaan bering stesen rujukan.
Rajah LE. 8
Tetingkap Station Position
190
9. Sebelum melakukan cerapan, pengguna perlu mengajar perisian mengenal
kedudukan setiap stesen cerapan. Perkara ini boleh dilaksanakan dengan memilih
ikon ‘L’ atau Learn. Pada tetingkap Learn, pengguna hanya perlu memasukkan
butiran stesen cerapan pada kotak yang disediakan dan kemudian pilih butang
Record untuk melakukan cerapan jarak dan seterusnya menyimpan data tersebut.
Rajah LE. 9
Tetingkap Learn yang berfungsi untuk mengajar perisian APSWin
V1.42 mengenal kedudukan stesen cerapan
191
10. Selesai proses mengenal stesen cerapan dilakukan, maka kerja-kerja cerapan boleh
dilaksanakan. Untuk tujuan ini, pilih ikon ‘A’ atau Autorun.
Rajah LE. 10
Tetingkap Autorun
192
11. Sebelum melakukan proses cerapan, terdapat beberapa perkara yang perlu ditetapkan
terlebih dahulu. Antaranya ialah stesen-stesen yang akan di cerap, masa cerapan dan
sela masa cerapan. Untuk menentukan stesen cerapan, pilih menu Parameters dan
diikuti dengan arahan Point Set Definition. Rajah LE. 11 memaparkan tetingkap
yang membenarkan pemilihan stesen cerapan.
Rajah LE. 11
Tetingkap Point Set Definition
193
12. Kemudian pada menu Parameters juga, pilih arahan Timer Definition untuk
menetapkan masa dan sela masa cerapan.
Rajah LE. 12
Tetingkap Timer Definition
13. Setelah tetapan selesai dilakukan, pada menu Parameters, pilih arahan Link
Pointsets To Timerevents bagi tujuan menyemak semula tetapan yang dilakukan.
Rajah LE. 13
Tetingkap Pointset To Timer Link
194
14. Selesai semua proses di atas dilaksanakan, maka cerapan boleh dilakukan dengan
memilih butang ‘Start Autorun’ seperti yang dipaparkan pada Rajah LE. 14 di
bawah.
Rajah LE. 14
Perlaksanaan proses cerapan
195
Lampiran F : Maklumat Analisis Data Cerapan
196
197
198
Rajah LF. 4
Maklumat cerapan sudut terlaras
199
Rajah LF. 5
Maklumat cerapan jarak terlaras
200
Lampiran G : Maklumat Bagi Analisis Cerapan Sebenar
201
202
Rajah LG. 3
Rajah LG. 4
APSWin V1.42
Data cerapan yang diperoleh dari perisian APSWin V1.42
Perubahan data bagi prisma 3 dan 5 yang dikesan oleh perisian